JPWO2018181710A1 - 歯科材料用多官能モノマーおよび歯科材料用水酸基含有モノマー - Google Patents

歯科材料用多官能モノマーおよび歯科材料用水酸基含有モノマー Download PDF

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Abstract

歯科材料用として有用なモノマー、組成物、歯科材料、キットなどを提供する。核部(X)と特定の末端基(Y2)とが直接または下記連結基(Z)を介して結合した化合物を含む歯科材料用モノマーであり、核部(X)は酸素原子または窒素原子を含有し、末端基(Y2)または連結基(Z)と結合する原子が酸素原子または窒素原子である炭素数1〜200の3価以上の多価有機基であり、末端基(Y2)は、特定の(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)、(メタ)アクリロイル基、炭素数1〜20の炭化水素基、または水素原子であり、かつ末端基(Y2)が特定の条件を満たす必要があり、連結基(Z)は特定の2価の基であり、連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい、歯科材料用モノマー。

Description

本発明は、歯科材料用多官能モノマー、該モノマーを含む歯科材料、該歯科材料の硬化物、および該歯科材料を含むキットに関する。また、本発明は、歯科材料用水酸基含有モノマー、該モノマーを含む歯科材料、該歯科材料の硬化物、および該歯科材料を含むキットに関する。
歯科治療の臨床現場において、レジン系材料の使用範囲は拡大してきている。しかしながらその機械的物性は未だ十分とは言えず、特に強度の不足のため、高い応力がかかる部位への適用には、制限があるのが実情である。
レジン系の歯科材料の多くは(メタ)アクリレート基を分子構造中に有するモノマーを含有している。歯科材料用として代表的なモノマーは、ビスフェノールAジグリシジルメタクリレート(Bis-GMA)や2,2,4−トリメチルヘキサメチレンビス(2−カルバモイルオキシエチル)ジメタクリレート(UDMA)、トリエチレングリコールジメタクリレート(TEGDMA)などの両末端にメタクリル基を有するジメタクリレートである。
近年、歯科材料用途のベースモノマーとしてコンポジットレジンの硬化体の機械強度を向上させる試みがなされている(例えば、特許文献1、2など参照)。これら組成物のいくつかは、それらの機械的特性の観点から歯科材料用製品に使用可能であると述べられている。また、近年。剛直性を有する基をモノマー中に導入することにより、歯科材料用レジンの強度が向上することが報告されている(例えば、特許文献3、特許文献4など参照)。
また、従来のレジン系歯科材料に含まれる(メタ)アクリレート基を完全に重合させることは困難であり、ある程度の値までしか重合率が到達しないことが報告されている。(例えば、非特許文献1参照。)かかる未重合の(メタ)アクリレート基の存在は、硬化物の機械物性に悪影響を与えていると推定され、また未重合のモノマーが硬化物より溶出する可能性を内包している。
2−ヒドロキシエチルメタクリレート(以下HEMA)は分子内に水酸基と重合性基を有し、水酸基に由来する分子の親水性は歯質親和性や歯質表面改質に有効であると考えられており、また、重合性はレジンマトリックスとの一体化に有効である。このようなHEMAの性質はプライマーとして有用であり、歯科材料分野において、特に歯科用プライマーや歯科用ボンディング材に広範囲に配合されている(例えば、非特許文献2参照。)。
近年、HEMAを改良する試みが報告されている。例えばトレハロースのヒドロキシル基の一部を重合性基に変換した化合物を配合した組成物が、高い接着性能を発揮したという報告例がある(例えば、特許文献5参照。)。
また、分子内にスルホン酸基と(メタ)アクリルアミド基を合わせもつ化合物(例えば、特許文献6参照。)、分子内水酸基と(メタ)アクリルアミド基合わせもつ化合物(例えば、特許文献7参照。)などが提案されている。
特開2000−204069号公報 特表2013−544823号公報 国際公開2015/152220号 国際公開2015/152221号 特開2013−133290号公報 特表2010−505895号公報 特開2010−150290号公報
Cynthia J.E. Floydら, Network structure of Bis-GMA- and UDMA-based resin systems, Dental Materials, 22, 2006, pp.1143-1149 西谷 佳浩ら、象牙質接着におけるレジンの親水性の影響、接着歯学、26巻、2008年、92-98頁
本発明は歯科材料用として有用なモノマー、組成物、歯科材料、キットなどを提供することを目的とする。また、本発明の第1態様、および第2態様の目的は以下のとおりである。
上記問題点に鑑み、本発明の第1態様は、高い強度を有する硬化物を与える歯科材料用多官能モノマー、およびその硬化物を提供することを目的とする。また、本発明の第1態様は、硬化後に未反応の重合性末端の残存率の低い、上記歯科材料用多官能モノマーを含む歯科材料を提供することも目的とする。
また、歯質への接着性に関しては、さらなる向上が望まれているのが実情である。上記問題点に鑑み、本発明の第2態様は、歯科治療の際に歯質との接着強度を向上させる機能を有する歯科材料用水酸基含有モノマーを提供することを目的とする。
本発明者らは、上記問題点を解決するために検討した結果、多価のアルコールもしくはポリオールと(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物との反応より、(メタ)アクリロイル基含有の多官能モノマーが製造できること、また該(メタ)アクリロイル基含有の多官能モノマーを含む組成物の硬化物が、高い強度を示すこと、さらに該(メタ)アクリロイル基含有の多官能モノマーを含む組成物は、硬化の際に高い重合率を示すことを見出し、本発明の第1態様を完成した。
また、本発明者は、上記問題点を解決するために検討した結果、多価のアルコールもしくはポリオールと(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物との反応より、水酸基および(メタ)アクリロイル基含有のモノマーが製造できること、また水酸基および該(メタ)アクリロイル基含有のモノマーを含む歯科材料の歯質への接着性が向上することを見出し、本発明の第2態様を完成した。
本発明の第1態様は、以下の[1A]〜[23A]に記載の事項を含む。
[1A] 下記核部(X)と下記末端基(Y2A)とが直接または下記連結基(Z)を介して結合した下記一般式(8A)で示される化合物を含む歯科材料用多官能モノマー。
Figure 2018181710
(上記一般式(8A)中、n8aAは核部(X)に対して直接結合している末端基(Y2A)の数を示し、n8bAは核部(X)に対して連結基(Z)を介して結合している末端基(Y2A)の数を示し、n8aAおよびn8bAの和は核部(X)の価数に等しく、
核部(X)は酸素原子または窒素原子を含有し、末端基(Y2A)または連結基(Z)と結合する原子が酸素原子または窒素原子である炭素数1〜200の3価以上の多価有機基であり、
末端基(Y2A)は、下記一般式(9)で示される(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)、(メタ)アクリロイル基、または炭素数1〜20の炭化水素基であり、複数ある末端基(Y2A)は同一でも異なっていてもよく、ただし、一般式(8A)で示される化合物中のすべての末端基(Y2A)のうち、3以上は(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)または(メタ)アクリロイル基でありかつ1以上は(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)であり、
連結基(Z)は下記一般式(2)で示される2価の基であり、上記一般式(8A)で示される化合物中に連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい。)
Figure 2018181710
(上記一般式(9)中、R9aは水素原子もしくはメチル基を示し、R9bは、炭素数2〜6の直鎖アルキレン基、または炭素数2〜6の直鎖オキシアルキレン基を示し、該直鎖アルキレン基または該直鎖オキシアルキレン基に含まれる水素原子は炭素数1〜6のアルキル基または(メタ)アクリロイルオキシメチレン基で置換されていてもよい。)
Figure 2018181710
(上記一般式(2)中、n2a、n2b、n2c、およびn2dは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜100であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計は、1〜100であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2A)と結合している。)
[2A] 上記末端基(Y2A)が、(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)または(メタ)アクリロイル基である[1A]に記載の歯科材料用多官能モノマー。
[3A] 上記末端基(Y2A)が、(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)である[1A]または[2A]に記載の歯科材料用多官能モノマー。
[4A] 上記連結基(Z)におけるn2a、n2b、n2c、およびn2dがそれぞれ0〜20であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計が1〜20である[1A]〜[3A]のいずれかに記載の歯科材料用多官能モノマー。
[5A] 上記連結基(Z)が下記一般式(4)で示される2価の基である[1A]〜[4A]のいずれかに記載の歯科材料用多官能モノマー。
Figure 2018181710
(上記一般式(4)中、n4a、n4bおよびn4cは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n4a、n4bおよびn4cの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2A)と結合している。)
[6A] 上記連結基(Z)が下記一般式(5)で示される2価の基である[1A]〜[5A]のいずれかに記載の歯科材料用多官能モノマー。
Figure 2018181710
(上記一般式(5)中、n5aおよびn5bは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n5aおよびn5bの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2A)と結合している。)
[7A] 上記核部(X)が、3〜12価の有機基である[1A]〜[6A]のいずれかに記載の歯科材料用多官能モノマー。
[8A] 上記核部(X)が、下記一般式(6a)〜(6j)で示される基からなる群より選択される少なくとも1つである[1A]〜[7A]のいずれかに記載の歯科材料用多官能モノマー。
Figure 2018181710
[9A] 上記(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)が、下記一般式(9a)〜(9f)で示される基からなる群より選択される少なくとも1つである[1A]〜[8A]のいずれかに記載の歯科材料用多官能モノマー。
Figure 2018181710
[10A] 下記核部(X)と下記末端基(Y1A)とが直接または下記連結基(Z)を介して結合している下記一般式(1A)で示される化合物と、下記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物との、(下記一般式(3)で示される化合物に含まれるイソシアネート基の数)/(下記一般式(1A)で示される化合物に含まれる酸素原子および窒素原子と結合した活性プロトンの数)=1の条件での反応生成物である歯科材料用多官能モノマー。
Figure 2018181710
(上記一般式(1A)中、n1aAは核部(X)に直接結合している末端基(Y1A)の数を示し、n1bAは核部(X)に連結基(Z)を介して結合している末端基(Y1A)の数を示し、n1aAおよびn1bAの和は核部(X)の価数に等しく、
核部(X)は酸素原子または窒素原子を含有し、末端基(Y1A)または連結基(Z)と結合する原子が酸素原子または窒素原子である炭素数1〜200の3価以上の多価有機基であり、
末端基(Y1A)は、(メタ)アクリロイル基、炭素数1〜20の1価の炭化水素基、または水素原子であり、複数あるY1Aは同一でも異なっていてもよく、ただし、上記一般式(1A)で示される化合物中に含まれる末端基(Y1A)のうち3以上は水素原子または(メタ)アクリロイル基であり、かつ1以上は水素原子であり、
連結基(Z)は下記一般式(2)で示される2価の基であり、上記一般式(1A)で示される化合物中に連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい。)
Figure 2018181710
(上記一般式(2)中、n2a、n2b、n2c、およびn2dは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜100であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計は、1〜100であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y1A)と結合している。)
Figure 2018181710
(上記一般式(3)中、R3aは水素原子またはメチル基を示し、R3bは、炭素数2〜6の直鎖アルキレン基、または炭素数2〜6の直鎖オキシアルキレン基を示し、該直鎖アルキレン基または該直鎖オキシアルキレン基に含まれる水素原子は炭素数1〜6のアルキル基または(メタ)アクリロイルオキシメチレン基で置換されていてもよい。)
[11A] 上記末端基(Y1A)が水素原子である、[10A]に記載の歯科材料用多官能モノマー。
[12A] 上記連結基(Z)におけるn2a、n2b、n2c、およびn2dがそれぞれ0〜20であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計が1〜20である[10A]または[11A]に記載の歯科材料用多官能モノマー。
[13A] 上記連結基(Z)が下記一般式(4)で示される2価の基である[10A]〜[12A]のいずれかに記載の歯科材料用多官能モノマー。
Figure 2018181710
(上記一般式(4)中、n4a、n4bおよびn4cは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n4a、n4bおよびn4cの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y1A)と結合している。)
[14A] 上記連結基(Z)が下記一般式(5)で示される2価の基である[10A]〜[13A]のいずれかに記載の歯科材料用多官能モノマー。
Figure 2018181710
(上記一般式(5)中、n5aおよびn5bは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n5aおよびn5bの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y1A)と結合している。)
[15A] 上記核部(X)が、3〜12価の有機基である[10A]〜[14A]のいずれかに記載の歯科材料用多官能モノマー。
[16A] 上記化合物(1A)が、下記一般式(6’a)〜(6’k)で示される化合物からなる群より選択される少なくとも1つである[10A]〜[15A]のいずれかに記載の歯科材料用多官能モノマー。
Figure 2018181710
(上記一般式(6’i)、(6’j)、および(6’k)中、n6'i-a、n6'j-a、およびn6'k-aは、上記核部(X)に結合するポリオールのアーム数を示し、3以上の整数であり、
上記一般式(6’i)および(6’j)中のn6'i-bおよびn6'j-bは、それぞれオキシエチレン、オキシプロピレンユニットの個数を示し、それぞれ1〜100の範囲であり、それぞれのアームごとのユニットの個数は同じでも異なっていてもよく、上記一般式(6’k)中のn6'k-bおよびn6'k-cは、それぞれオキシエチレン、オキシプロピレンユニットの個数を示し、その和は1〜100の範囲であり、それぞれのアームごとのユニットの個数の和は同じでも異なっていてもよい。)
[17A] 上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物が下記一般式(3a)〜(3f)で示される化合物からなる群より選択される少なくとも1つである[10A]〜[16A]のいずれかに記載の歯科材料用多官能モノマー。
Figure 2018181710
[18A] [1A]〜[17A]のいずれかに記載の歯科材料用多官能モノマーを含有する歯科材料用モノマー組成物。
[19A] 復帰突然変異試験において陰性を示す、[18A]に記載の歯科材料用モノマー組成物。
[20A] [1A]〜[17A]のいずれかに記載の歯科材料用多官能モノマーを含有する歯科材料。
[21A] 復帰突然変異試において陰性を示す、[20A]に記載の歯科材料。
[22A] [20A]または[21A]に記載の歯科材料を硬化させてなる硬化物。
[23A] [20A]または[21A]に記載の歯科材料を含むキット。
本発明の第2態様は、以下の[1B]〜[21B]に記載の事項を含む。
[1B]下記核部(X)と下記末端基(Y2B)とが直接または下記連結基(Z)を介して結合した下記一般式(8B)で示される化合物を含む歯科材料用水酸基含有モノマー。
Figure 2018181710
(上記一般式(8B)中、n8aBは核部(X)に対して直接結合している末端基(Y2B)の数を示し、n8bBは核部(X)に対して連結基(Z)を介して結合している末端基(Y2B)の数を示し、n8aBおよびn8bBの和は核部(X)の価数に等しく、
核部(X)は酸素原子または窒素原子を含有し、末端基(Y2B)または連結基(Z)と結合する原子が酸素原子または窒素原子である炭素数1〜200の3価以上の多価有機基であり、
末端基(Y2B)は、下記一般式(9)で示される(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)、(メタ)アクリロイル基、炭素数1〜20の炭化水素基、または水素原子であり、複数ある末端基(Y2B)は同一でも異なっていてもよく、ただし、一般式(8B)で示される化合物中のすべての末端基(Y2B)のうち、1以上は(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)でありかつ1以上は水素原子であり、
連結基(Z)は下記一般式(2)で示される2価の基であり、上記一般式(8B)で示される化合物中に連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい。)
Figure 2018181710
(上記一般式(9)中、R9aは水素原子もしくはメチル基を示し、R9bは、炭素数2〜6の直鎖アルキレン基、または炭素数2〜6の直鎖オキシアルキレン基を示し、該直鎖アルキレン基または該直鎖オキシアルキレン基に含まれる水素原子は炭素数1〜6のアルキル基または(メタ)アクリロイルオキシメチレン基で置換されていてもよい。)
Figure 2018181710
(上記一般式(2)中、n2a、n2b、n2c、およびn2dは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜100であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計は、1〜100であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2B)と結合している。)
[2B]上記末端基(Y2B)が、(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)または水素原子である[1B]に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
[3B]上記連結基(Z)におけるn2a、n2b、n2c、およびn2dがそれぞれ0〜20であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計が1〜20である[1B]または[2B]に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
[4B]上記連結基(Z)が下記一般式(4)で示される2価の基である[1B]〜[3B]のいずれかに記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
Figure 2018181710
(上記一般式(4)中、n4a、n4bおよびn4cは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n4a、n4bおよびn4cの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2B)と結合している。)
[5B]上記連結基(Z)が下記一般式(5)で示される2価の基である[1B]〜[4B]のいずれかに記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
Figure 2018181710
(上記一般式(5)中、n5aおよびn5bは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n5aおよびn5bの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2B)と結合している。)
[6B]上記核部(X)が、3〜12価の有機基である[1B]〜[5B]のいずれかに記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
[7B]上記核部(X)が、下記一般式(6a)〜(6j)で示される基からなる群より選択される少なくとも1つである[1B]〜[6B]のいずれかに記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
Figure 2018181710
[8B]上記(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)が、下記一般式(9a)〜(9f)で示される基からなる群より選択される少なくとも1つである[1B]〜[7B]のいずれかに記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
Figure 2018181710
[9B]下記核部(X)と下記末端基(Y1B)とが直接または下記連結基(Z)を介して結合している下記一般式(1B)で示される化合物と、下記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物との、1/下記一般式(1B)で示される化合物に含まれる酸素原子および窒素原子と結合した活性プロトンの数)≦(下記一般式(3)で示される化合物に含まれるイソシアネート基の数)/(下記一般式(1B)で示される化合物に含まれる酸素原子および窒素原子と結合した活性プロトンの数)<1の条件での反応生成物である歯科材料用水酸基含有モノマー。
Figure 2018181710
(上記一般式(1B)中、n1aBは核部(X)に直接結合している末端基(Y1B)の数を示し、n1bBは核部(X)に連結基(Z)を介して結合している末端基(Y1B)の数を示し、n1aBおよびn1bBの和は核部(X)の価数に等しく、
核部(X)は酸素原子または窒素原子を含有し、末端基(YI)または連結基(Z)と結合する原子が酸素原子または窒素原子である炭素数1〜200の3価以上の多価有機基であり、
末端基(Y1B)は、(メタ)アクリロイル基、炭素数1〜20の1価の炭化水素基、または水素原子であり、複数あるY1Bは同一でも異なっていてもよく、ただし、上記一般式(1B)で示される化合物中に含まれる末端基(Y1B)のうち2以上は水素原子であり、
連結基(Z)は下記一般式(2)で示される2価の基であり、上記一般式(1B)で示される化合物中に連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい。)
Figure 2018181710
(上記一般式(2)中、n2a、n2b、n2c、およびn2dは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜100であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計は、1〜100であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y1B)と結合している。)
Figure 2018181710
(上記一般式(3)中、R3aは水素原子またはメチル基を示し、R3bは、炭素数2〜6の直鎖アルキレン基、または炭素数2〜6の直鎖オキシアルキレン基を示し、該直鎖アルキレン基または該直鎖オキシアルキレン基に含まれる水素原子は炭素数1〜6のアルキル基または(メタ)アクリロイルオキシメチレン基で置換されていてもよい。)
[10B]上記末端基(Y1B)が水素原子である、[9B]に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
[11B]上記連結基(Z)におけるn2a、n2b、n2c、およびn2dがそれぞれ0〜20であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計が1〜20である[9B]または[10B]に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
[12B]上記連結基(Z)が下記一般式(4)で示される2価の基である[9B]〜[11B]のいずれかに記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
Figure 2018181710
(上記一般式(4)中、n4a、n4bおよびn4cは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n4a、n4bおよびn4cの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y1B)と結合している。)
[13B]上記連結基(Z)が下記一般式(5)で示される2価の基である[9B]〜[12B]のいずれかに記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
Figure 2018181710
(上記一般式(5)中、n5aおよびn5bは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n5aおよびn5bの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y1B)と結合している。)
[14B]上記核部(X)が、3〜12価の有機基である[9B]〜[13B]のいずれかに記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
[15B]上記化合物(1B)が、下記一般式(6’a)〜(6’k)で示される化合物からなる群より選択される少なくとも1つである[9B]〜[14B]のいずれかに記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
Figure 2018181710
(上記一般式(6’i)、(6’j)、および(6’k)中、n6'i-a、n6'j-a、およびn6'k-aは、上記核部Xに結合するポリオールのアーム数を示し、3以上の整数であり、
上記一般式(6’i)および(6’j)中のn6'i-bおよびn6'j-bは、それぞれオキシエチレン、オキシプロピレンユニットの個数を示し、それぞれ1〜100の範囲であり、それぞれのアームごとのユニットの個数は同じでも異なっていてもよく、上記一般式(6’k)中のn6'k-bおよびn6'k-cは、それぞれオキシエチレン、オキシプロピレンユニットの個数を示し、その和は1〜100の範囲であり、それぞれのアームごとのユニットの個数の和は同じでも異なっていてもよい。)
[16B]上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物が下記一般式(3a)〜(3f)で示される化合物からなる群より選択される少なくとも1つである[9B]〜[15B]のいずれかに記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
Figure 2018181710
[17B][1B]〜[16B]のいずれかに記載の歯科材料用水酸基含有モノマーを含有する歯科材料用モノマー組成物。
[18B]復帰突然変異試験において陰性を示す、[17B]に記載の歯科材料用モノマー組成物。
[19B][1B]〜[16B]のいずれかに記載の歯科材料用水酸基含有モノマーを含有する歯科材料。
[20B]復帰突然変異試験において陰性を示す、[19B]に記載の歯科材料。
[21B][19B]または[20B]に記載の歯科材料を含むキット。
本発明で得られるモノマーは歯科材料として有用である。
本発明の第1態様である歯科材料用多官能モノマーを含有する組成物を硬化させることにより、高い強度を有する硬化物が得られる。また上記歯科材料用多官能モノマーを含む歯科材料は、硬化後に未反応の重合性末端の残存率が低い。
本発明の第2態様である歯科材料用水酸基含有モノマーは、歯科治療の際に歯質との接着強度を向上させる機能を有する。
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本明細書において「(メタ)アクリル」とは、アクリルまたはメタクリルを意味し、例えば「(メタ)アクリル酸」はメタクリル酸またはアクリル酸の意味である。同様に、「(メタ)アクリロイル」とは「アクリロイル」または「メタクリロイル」を意味し、「(メタ)アクリレート」とは「アクリレート」または「メタクリレート」を意味する。
[歯科材料用多官能モノマー]
本発明の第1態様である歯科材料用多官能モノマーは、下記核部(X)と下記末端基(Y2A)とが直接または下記連結基(Z)を介して結合した下記一般式(8A)で示される化合物である。
Figure 2018181710
上記一般式(8A)中、n8aAは核部(X)に対して直接結合している末端基(Y2A)の数を示し、n8bAは核部(X)に対して連結基(Z)を介して結合している末端基(Y2A)の数を示し、n8aAおよびn8bAの和は核部(X)の価数に等しい。n8aAおよびn8bAは0以上の整数であり、その和が3以上であればその組み合わせには特に制限がない。組み合わせの一例としては、n8aAが0であれば、n8bAは3以上の整数となり、この場合は、全ての末端基(Y2A)は核部Xに連結基(Z)を介して結合している。また、別の組み合わせの一例としては、n8bAが0であれば、n8aAは3以上の整数となり、この場合は、全ての末端基(Y2A)は核部Xに直接結合している。
[核部(X)]
上記核部(X)は、酸素原子または窒素原子を含有し、末端基(Y2A)または連結基(Z)と結合する原子が酸素原子または窒素原子である3価以上の多価有機基である。上記末端基(Y2A)または連結基(Z)と結合する酸素原子または窒素原子は、上記末端基(Y2A)または連結基(Z)以外とは、メチレン基または2価の芳香族性炭素基と結合している。なおこのメチレン基または2価の芳香族炭素基に含まれる任意の水素原子は、炭素数1〜12の一価の炭化水素基と置き換えられていてもよい。核部(X)の炭素数は通常1〜200の範囲であるが、好ましくは1〜100であり、より好ましくは1〜30、さらに好ましくは2〜20である。
核部(X)の価数は、上述のように3以上であるが、3〜12価であることが好ましく、3〜8価であることがより好ましい。末端基(Y2A)または連結基(Z)と結合する原子は、上述のように酸素原子または窒素原子から選択されるが、酸素原子であることが好ましい。核部(X)としては、例えば、下記一般式(6a)〜(6j)で示される基が挙げられる。
Figure 2018181710
なお、上記一般式(6g)中のn6gは、1〜40の整数であり、1〜20であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜5であることがさらに好ましい。
[末端基(Y2A)]
末端基(Y2A)は、下記一般式(9)で示される(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)、(メタ)アクリロイル基、または炭素数1〜20の炭化水素基であり、複数ある末端基(Y2A)は同一でも異なっていてもよく、ただし、一般式(8A)で示される化合物中のすべての末端基(Y2A)のうち、3以上は(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)または(メタ)アクリロイル基でありかつ1以上は(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)である。
Figure 2018181710
上記一般式(9)中、R9aは水素原子もしくはメチル基を示し、R9bは、炭素数2〜6の直鎖アルキレン基、または炭素数2〜6の直鎖オキシアルキレン基を示し、該直鎖アルキレン基または該直鎖オキシアルキレン基に含まれる水素原子は炭素数1〜6のアルキル基または(メタ)アクリロイルオキシメチレン基で置換されていてもよい。上記一般式(9)で示される(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)としては、例えば、下記一般式(9a)〜(9f)で示される基が挙げられる。
Figure 2018181710
末端基(Y2A)は、上述のように上記一般式(9)で示される(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)、(メタ)アクリロイル基、または炭素数1〜20の炭化水素基であるが、(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)または(メタ)アクリロイル基であることが好ましく、(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)であることがより好ましい。
[連結基(Z)]
連結基(Z)は下記一般式(2)で示される2価の基であり、上記一般式(8A)で示される化合物中に連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい。
Figure 2018181710
上記一般式(2)中、n2a、n2b、n2c、およびn2dは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜100であり、好ましくは0〜20である。n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計は、1〜100であり、好ましくは1〜20である。上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2A)と結合している。
上記一般式(2)中の−C24O−で示される繰り返し単位は、オキシエチレン単位である。該オキシエチレン単位としては、例えば−CH2CH2O−、および−CH(CH3)O−が挙げられる。これらオキシエチレン単位の中でも、−CH2CH2O−が好ましい。これらオキシエチレン単位は1種単独で含まれていてもよく、2種以上が混合して含まれていてもよい。
上記一般式(2)中の−C36O−で示される繰り返し単位は、オキシプロピレン単位である。該オキシプロピレン単位としては、例えば、−CH2CH2CH2O−、−CH(CH3)CH2O−、および−CH2CH(CH3)O−などの基が挙げられる。これらオキシプロピレン単位の中でも、−CH(CH3)CH2O−、および−CH2CH(CH3)O−が好ましい。これらオキシプロピレン単位は1種単独で含まれていてもよく、2種以上が混合して含まれていてもよい。
上記一般式(2)中の−C48O−で示される繰り返し単位は、オキシブチレン単位である。該オキシブチレン単位としては、例えば、−CH2CH2CH2CH2O−、−CH(CH3)CH2CH2O−、−CH2CH(CH3)CH2O−、−CH2CH2CH(CH3)O−、−CH(CH2CH3)CH2O−、−CH2CH(CH2CH3)O−、−CH(CH3)CH(CH3)O−、−C(CH32CH2O−、および−CH2C(CH32O−などの基が挙げられる。これらオキシブチレン単位の中でも、−CH2CH2CH2CH2O−が好ましい。これらオキシブチレン単位は1種単独で含まれていてもよく、2種以上が混合して含まれていてもよい。
上記一般式(2)中の−CO(CH25O−で示される繰り返し単位は、ポリカプロラクトン鎖の一単位である。
上記の繰り返し単位は、1種類で構成されていてもよいし、2種類以上で構成されていてもよい。2種以上の繰り返し単位を含む場合、これら繰り返し単位が含まれる形態については特に制限はなく、例えばランダムに各繰り返し単位が含まれていてもよいし、ある繰り返し単位がある一定の個数固まった形態、すなわちブロック的に各繰り返し単位が含まれていてもよい。また、これらの繰り返し単位の順番については、何ら限定されない。
連結基(Z)は下記一般式(4)で示される2価の基であることが好ましい。上記一般式(8A)で示される化合物中に連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい。
Figure 2018181710
上記一般式(4)中、n4a、n4bおよびn4cは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜100であり、好ましくは0〜20である。n4a、n4bおよびn4cの合計は、1〜100であり、好ましくは1〜20である。上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2A)と結合している。上記一般式(4)中の各繰り返し単位に関する説明は、上記一般式(2)中の各繰り返し単位の説明と同一である。
連結基(Z)は下記一般式(5)で示される2価の基であることがより好ましい。上記一般式(8A)で示される化合物中に連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい。
Figure 2018181710
上記一般式(5)中、n5aおよびn5bは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜100であり、好ましくは0〜20である。n5aおよびn5bの合計は、1〜100であり、好ましくは1〜20である。上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2A)と結合している。上記一般式(5)中の各繰り返し単位に関する説明は、上記一般式(2)中の各繰り返し単位の説明と同一である。
連結基(Z)のより具体的な例としては、繰り返し単位がオキシエチレン単位のみから構成されているもの(一般式(5)において、n5bが0であり、n5aが1〜100、好ましくは1〜20のもの)、オキシプロピレン単位のみから構成されているもの(一般式(5)において、n5aが0であり、n5bが1〜100、好ましくは1〜20のもの)、オキシプロピレン単位からなる重合体ブロック-オキシエチレン単位からなる重合体ブロック-オキシプロピレン単位からなる重合体ブロックのブロック構造になっているもの(一般式(5)において、下記(5’)の構造で連結した構造をもっているもの)等を挙げることができる。
Figure 2018181710
上記一般式(5’)中、n5a1、n5a2およびn5bは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ1〜100であり、好ましくは1〜20である。n5a1、n5a2およびn5bの合計は、1〜100であり、好ましくは1〜20である。上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2A)と結合しており、括弧内のオキシプロピレン重合体ブロック、オキシエチレン重合体ブロックはこの順に結合している。上記一般式(5’)中の各繰り返し単位に関する説明は、上記一般式(2)中の各繰り返し単位の説明と同一である。
[歯科材料用多官能モノマーの製造法]
本発明の歯科材料用多官能モノマーは、例えば、下記核部(X)と下記末端基(Y1A)とが直接または下記連結基(Z)を介して結合している下記一般式(1A)で示される化合物中の全ての活性プロトンが、下記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物中のイソシアネート基と反応し、対応するカーバメート基もしくはウレア基が生成することにより得られる。ここで言う活性プロトンとは、アルコール性酸素およびアミン性窒素に結合する、イソシアネートとの実用的速度での反応性を有する水素原子を指す。
本発明の歯科材料用多官能モノマーの製造条件は、例えば、下記核部(X)と下記末端基(Y1A)とが直接または下記連結基(Z)を介して結合している下記一般式(1A)で示される化合物を含む原料と、下記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物を含む原料との、(下記一般式(3)で示される化合物に含まれるイソシアネート基のモル数)/(下記一般式(1A)で示される化合物に含まれる酸素原子および窒素原子に結合した活性プロトンのモル数)(以下製造時の反応比率と記述する)=1の比率での反応である。
また、別の例として、上記製造時の反応比率>1の条件での反応がある。この場合、量論比的には、下記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物が残存することになるが、下記一般式(1A)で示される化合物中の全ての活性プロトンがイソシアネート基と反応して、本発明の歯科材料用多官能モノマーを含有する混合物を得ることができる。上記製造時の反応比率は1に近いことが好ましいが、例えば2以下であり、好ましくは1.5以下であり、より好ましくは1.2以下である。このような混合物も、そのまま直接、またはさらに公知の反応もしくは処理を経ることにより、本発明の歯科材料に対して配合することができる。
さらに、別の例として、上記製造時の反応比率<1の条件での反応がある。この場合、量論比的には、下記一般式(1A)で示される化合物中の活性プロトンの一部は、反応生成物に残存することとなるが、上記製造時の反応比率が一定量以上であれば、本発明の歯科材料用多官能モノマーを含有する混合物を得ることができる。上記混合物中の本発明の歯科材料用多官能モノマーの比率を向上させるためには、上記製造時の反応比率は1に近いことが好ましいが、例えば((1分子中の平均活性プロトン数−1)/(1分子中の平均活性プロトン数))以上である。このような混合物も、そのまま直接、またはさらに公知の反応もしくは処理を経ることにより、本発明の歯科材料に対して配合することができる。
下記一般式(1A)で示される化合物を含む原料中の活性プロトンのモル数は、公知の分析方法、例えば水酸基価の測定、具体的にはJIS K 0070-1992、JIS K 1557-1-2007、ISO 14900-2001およびこれらに準拠した方法等より、計算により求めることができる。また、下記一般式(3)で示される化合物に含まれるイソシアネート基のモル数は、公知の分析方法、例えばNCO価の測定、具体的にはJIS K 7301-1995、JIS K 1603-2007、JIS K 1556-2006、ISO 14896-2006およびこれらに準拠した方法等より、計算により求めることができる。
Figure 2018181710
上記一般式(1A)中、n1aAは核部(X)に直接結合している末端基(Y1A)の数を示し、n1bAは核部(X)に連結基(Z)を介して結合している末端基(Y1A)の数を示し、n1aAおよびn1bAの和は、核部(X)の価数に等しい。n1aAおよびn1bAは0以上の整数であり、その和が3以上であればその組み合わせには特に制限がない。組み合わせの一例としては、n1aAが0であれば、n1bAは3以上の整数となり、この場合は、全ての末端基(Y1A)は核部Xに連結基(Z)を介して結合している。また、別の組み合わせの一例としては、n1bAが0であれば、n1aAは3以上の整数となり、この場合は、全ての末端基(Y2A)は核部Xに直接結合している。核部(X)および連結基(Z)の説明は、上述一般式(8A)に対する説明のとおりである。
[末端基(Y1A)]
末端基(Y1A)は、(メタ)アクリロイル基、炭素数1〜20の1価の炭化水素基、または水素原子であり、複数あるY1Aは同一でも異なっていてもよい。ただし、上記一般式(1A)で示される化合物中に含まれる末端基(Y1A)のうち3以上は水素原子または(メタ)アクリロイル基であり、かつ1以上は水素原子である。末端基(Y1A)は、(メタ)アクリロイル基、または水素原子であることが好ましく、水素原子のみで構成されることがより好ましい。
[一般式(1A)の化合物の具体的な例]
一般式(1A)の化合物としては、例えば、下記一般式(6'a)〜(6'h)で示されるポリオールが挙げられる。
Figure 2018181710
なお、上記一般式(6’g)中のn6'gは、1〜40の整数であり、1〜20であることが好ましく、1〜10であることがより好ましく、1〜5であることがさらに好ましい。
また、一般式(1A)の化合物の別の例としては、例えば、下記一般式(6’i)〜(6’k)で示されるポリオールが挙げられる。
Figure 2018181710
上記一般式(6’i)、(6’j)、および(6’k)中のn6'i-a、n6'j-a、およびn6'k-aは、上記核部(X)に結合するポリオールのアーム数を示し、本発明においては、3以上の整数であるが、3〜12であることが好ましく、3〜8であることがより好ましい、3〜6であることがさらに好ましい。上記一般式(6’i)および(6’j)中のn6'i-bおよびn6'j-bは、それぞれオキシエチレン単位、オキシプロピレン単位の個数を示し、それぞれ1〜100の範囲であり、1〜20であることが好ましく、それぞれのアームごとの繰り返し単位の個数は同じでも異なっていてもよい。上記一般式(6’k)中のn6'k-bおよびn6'k-cは、それぞれオキシエチレン単位、オキシプロピレン単位の個数を示し、その和は1〜100の範囲であり、1〜20であることが好ましく、それぞれのアームごとの繰り返し単位の個数の和は同じでも異なっていてもよい。上記一般式(6’i)、(6’j)、および(6’k)中のXは核部(X)であり、その例としては、上記一般式(6a)〜(6h)で示される基からなる群より選ばれる少なくとも1つの基である。
これらオキシエチレン単位、オキシプロピレン単位等の繰り返し単位を分子内に有するポリオールは、ポリウレタン等の材料として、既に産業界で広く用いられているものもある。製造法は特に限定されないが、一般式(6’a)〜(6’h)に示すようなポリオールに対して、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等を公知の方法で付加させることで得られる。
[(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物]
Figure 2018181710
上記一般式(3)中、R3aは水素原子またはメチル基を示し、R3bは、炭素数2〜6の直鎖アルキレン基、または炭素数2〜6の直鎖オキシアルキレン基を示し、該直鎖アルキレン基または該直鎖オキシアルキレン基に含まれる水素原子は炭素数1〜6のアルキル基または(メタ)アクリロイルオキシメチレン基で置換されていてもよい。
上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物の具体的な例としては、下記一般式(3a)〜(3f)で示される化合物からなる群より選択される少なくとも1つを挙げることができる。
Figure 2018181710
これらの(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
[反応条件]
本発明の歯科材料用多官能モノマーは、上述のように上記一般式(1A)で示される化合物と、上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物を反応することにより得られるが、その反応は、公知または公知に準ずる方法により行うことができる。
例えば、上記一般式(1A)で示される化合物と上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物とを混和させることによって、本発明の歯科材料用多官能モノマーを得ることができる。この際、上記一般式(1A)で示される化合物中の水酸基もしくはアミノ基と、上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物中のイソシアネート基が反応することにより、カルバモイル基もしくはウレア基が生成する。このような反応は、ウレタン化反応と呼ばれることがある。
反応の際には、触媒を添加してもよいし、また添加しなくてもよいが、反応速度を向上させるために、触媒を添加することが好ましい。該触媒としては、ウレタン化反応を加速する公知の触媒を使用できる。
ウレタン化触媒としては、例えば、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジオクテートおよびオクタン酸スズなどの有機スズ化合物、ナフテン酸銅、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸亜鉛、アセチルアセトナトジルコニウム、アセチルアセトナト鉄およびアセチルアセトナトゲルマニウムなどのスズ以外のその他の有機金属化合物、トリエチルアミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、2,6,7−トリメチル−1−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン、N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、ピリジン、N−メチルモルホリン、N,N,N',N'−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N',N'−テトラメチル−1,3−ブタンジアミン、N,N,N',N'−ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N,N',N'−テトラ(3−ジメチルアミノプロピル)−メタンジアミン、N,N'−ジメチルピペラジンおよび1,2−ジメチルイミダゾールなどのアミン化合物およびそれらの塩、トリ−n−ブチルホスフィン、トリ−n−ヘキシルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィンおよびトリ−n−オクチルホスフィンなどのトリアルキルホスフィン化合物などが挙げられる。
これらの中でも、少量で反応が進行し、ジイソシアネート化合物に対して選択性が高い、ジブチルスズジラウレートおよびオクタン酸スズが好ましい。
ウレタン化触媒を使用する場合には、上記一般式(1A)で示される化合物と上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物の合計重量100重量部に対して、0.001〜0.5重量部を添加することが好ましく、0.002〜0.3重量部を添加することがより好ましく、0.01〜0.3重量部を添加することがさらに好ましく、0.01〜0.2重量部を添加することがさらに好ましく、0.05〜0.2重量部を添加することがさらに好ましい。上記下限値を下回る添加量では、触媒の効果が小さくなり、反応時間が著しく長くなる可能性があり、上記上限値を超える添加量では、触媒効果が過大となり、多量の反応熱が発生し温度制御が困難になることがある。該触媒は反応の開始時に全量投入してもよく、必要に応じて逐次もしくは分割して反応系に投入してもよい。このような逐次もしくは分割された触媒の投入は、反応初期の多量の反応熱の発生を抑制するため、反応温度の制御をより容易にする。
反応温度に関しては、特に制限はないが、0〜120℃であることが好ましく、20〜100℃であることがより好ましく、40〜80℃であることがさらに好ましい。上記下限値を下回る温度で反応を実施すると、反応速度が極度に低下するため、反応の完結までに非常に長い時間を要し、場合によっては反応が完結しない恐れがある。一方、上記上限値を超える温度で反応を実施すると、副反応により不純物が生成する恐れがある。このような不純物は、製造された歯科材料用多官能モノマーの着色原因となることがある。
前述の好ましい温度範囲における安定的な製造を行う点からは、反応温度は制御されていることが好ましい。通常、ウレタン化反応は発熱反応であるので、その発熱量が大きく、反応物の温度が好ましい反応温度範囲を超えて上昇する恐れがある場合、冷却を行う場合がある。また、反応がほぼ完結し、反応物の温度が好ましい反応温度範囲を超えて低下する恐れがある場合、加熱を行う場合がある。
本発明の歯科材料用多官能モノマーは重合活性を有する。したがって、その製造中において、高い温度に晒された際に意図しない重合反応が進行する可能性がある。そのような意図しない重合反応を防止するために、反応を開始する前または反応中に公知の重合禁止剤を添加することができる。重合禁止剤は、本発明の歯科材料用多官能モノマーの製造をする際に(メタ)アクリロイル基の意図しない重合を抑制できれば特に限定されないが、例えば、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT)、ヒドロキノン(HQ)、ヒドロキノンモノメチルエーテル(MEHQ)、およびフェノチアジン(PTZ)等が挙げられる。これら重合禁止剤の中でも、BHTは、他のフェノール性重合禁止剤と比較するとイソシアネート基と反応することによって消費されることが少なく、またアミン系の重合禁止剤で見られるような着色が少ないことから特に好ましい。添加する重合禁止剤の量は特に限定されないが、上記一般式(1A)で示される化合物と上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物の合計重量100重量部に対して、0.001〜0.5重量部を添加することが好ましく、0.002〜0.3重量部を添加することがより好ましく、0.005〜0.3重量部を添加することがさらに好ましく、0.005〜0.1重量部を添加することがさらに好ましく、0.01〜0.1重量部を添加することがさらに好ましい。上記下限値を下回る添加量では、重合禁止剤として能力を発揮できない可能性があり、上記上限値を超える添加量では、歯科材料用多官能モノマーの用途である歯科材料として使用した際に、硬化速度が極度に遅くなり、実用性に制限が加えられる場合がある。
ウレタン化反応の際に、溶媒を使用してもよい。溶媒は、上記一般式(1A)で示される化合物と上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物に対する反応性が実用上なく、反応を阻害せず、また、原料および生成物を溶解させるものであれば、特に限定されない。また、溶媒を使用せずに反応を行ってもよい。上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物は、通常、低粘度の液体であるため上記一般式(1A)で示される化合物と混和することができ、溶媒を使用せずに反応を行うことができる。
上記一般式(1A)で示される化合物と上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物を混和する方法については、特に限定されない。例えば、反応容器中の上記一般式(1A)で示される化合物に対して、上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物の投入量を制御しながら添加して混和する方法、反応容器中の上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物に対して、上記一般式(1A)で示される化合物の投入量を制御しながら添加して混和する方法、反応容器に対して、上記一般式(1A)で示される化合物と上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物とを同時に投入量を制御しながら添加して混和する方法などがある。このような混和方法によれば、ウレタン化反応により発生する熱量を適切な範囲に制御できるので、反応中の温度制御が容易になる。また、上記一般式(1A)で示される化合物と上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物とを反応容器に全量入れた後に昇温を行うことによりウレタン化反応を行う方法を採用することもできる。反応時には、反応熱により急激に反応温度が上昇することがあるので、適宜冷却による温度制御が必要となる場合がある。
酸素は、(メタ)アクリロイル基を含む化合物の重合禁止剤として有効である。そのため、反応の際に、意図しない(メタ)アクリロイル基の重合を防止するために、反応器の中に酸素を導入することがある。酸素は、例えば、乾燥空気、または酸素ガスなどの形態で反応器に導入できるが、好ましくは乾燥空気の形態で反応器に導入する。乾燥空気は、例えば、凝縮型エアードライヤー等の使用をはじめとした公知の方法で乾燥させて、水を除去することで得ることができる。その他の態様として、窒素等の不活性気体と酸素との混合ガスを反応器に導入することもできる。窒素等の不活性気体と酸素との混合ガスの態様も上記乾燥空気の態様と同様に好ましい。窒素等の不活性気体と酸素との混合ガスは、酸素ガスもしくは酸素を含む前述の乾燥空気に窒素を所定比率で混合することで得ることができる。該窒素は公知の方法で乾燥させて水を除去してあるものが好ましい。導入方法は特に限定されないが、例えば、反応容器の底部から、気泡状で連続的、もしくは間欠的に導入できる。また、反応容器上部の空隙部分に連続的、もしくは間欠的に導入してもよい。
ウレタン化反応時に水が系中の不純物として存在すると、上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物と水とが反応することにより、意図しない不純物を生じる恐れがある。したがって、ウレタン化反応する際に反応系中には、極力水が存在しないことが好ましい。
そのため、上記一般式(1A)で示される化合物に含有される水分量は極力少ないことが好ましく、具体的には上記一般式(1A)で示される化合物に対して、水分量が、0.5重量%以下であることが好ましく、0.3重量%以下であることがより好ましく、0.1重量%以下であることがさらに好ましい。上記一般式(1A)で示される化合物に含有される水分量が上記値を超える場合は、公知の方法で水を取り除いた後に、本発明の歯科材料用多官能モノマーの原料に供することが好ましい。また、ウレタン化反応を行う反応容器内は、公知の方法で乾燥させて、水を除去することが好ましい。
[歯科材料用多官能モノマーを含有する歯科材料用モノマー組成物]
本発明の第1態様である歯科材料用多官能モノマーは、他の成分、例えば歯科材料用に好適な多官能モノマー以外の成分を配合することによって、歯科材料用モノマー組成物として用いることができる。この歯科材料用モノマー組成物は、例えば、後述する歯科材料に配合されうる本発明の第1態様である歯科材料用多官能モノマー以外の重合可能なモノマー(例えば、本発明の多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマー)を含有してもよい。
本発明の第1態様である歯科材料用モノマー組成物において、例えば、本発明の第1態様である歯科材料用多官能モノマーの含有量を歯科材料用モノマー組成物全体に対して1.0質量%以上(10質量%以上、50質量%以上、80質量%以上、90%質量以上等)としてよく、100質量%以下(99質量%以下、90質量%以下、80質量%以下、50%質量以下、10質量%以下等)としてもよい。
(復帰突然変異試験)
本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物は、復帰突然変異試験において陰性を示すものであることが望ましい。復帰突然変異試験(Ames試験)とは、組成物の変異原性を、微生物を使って調べる試験を意味する。本発明における復帰突然変異試験は、以下の方法で行われる。
具体的には、紫外線吸収膜付蛍光灯下および/またはLED下で以下の手順で行う。
まず、滅菌した試験管に、ジメチルスルホキシド(DMSO)を媒体とする被験組成物液0.1mLと、代謝活性化しない場合は0.1Mリン酸緩衝液(pH7.4)を、代謝活性化する場合は後述するS9mixをそれぞれ0.5mL加えた後、後述する菌懸濁液0.1mLを加え混合する。37℃、約100rpmで20分間プレインキュベーションした後、後述するトップアガー2mLを加えて混和し、後述する最少グルコース寒天平板培地上(5用量以上)に重層する。重層固化を確認した後、最少グルコース寒天平板培地の上下を反転し、37°Cで48時間培養する。培養後のプレートについて、陰性・陽性の判定を行う。なお、陰性対照物質について試験を行う場合は、陰性対照物質としてDMSOを用い、上記の工程における被験組成物液に代えて媒体0.1mLを加える。
培養終了後、各プレートの復帰変異コロニー数を計測する。
陰性・陽性の判断基準に関して、被験組成物が、全ての菌株・全ての用量において、また、代謝活性化しない場合および代謝活性化する場合の両方において、陰性対象物質のみの場合と比較して、平均コロニー数が2倍以内である場合に、その組成物は陰性と判断する。
復帰突然変異試験において、被験組成物液に含まれる被験物質(具体的には、歯科材料用モノマー組成物に含まれる歯科材料用多官能モノマー)の用量は、最高用量を5000μg/プレートとし、以下公比2〜4で除した5用量以上となるように調製する。
菌株は、塩基対置換型変異株のSalmonella typhimurium TA100、TA1535、Escherichia coli WP2uvrA、又は、フレームシフト型変異株のSalmonella typhimurium TA98、もしくはTA1537を用いる。
最少グルコース寒天平板培地は、テスメディアAN培地(オリエンタル酵母工業株式会社製、変異原性試験用)を用いる。
用量当たりの最少グルコース寒天平板培地は、陰性対照物質については2枚以上、被験組成物についても2枚以上とする。
代謝活性化する場合とは、S9mix(ラット肝臓のミクロソーム画分に補酵素を加えたもの)を被験物質とともに加えた場合を意味し、代謝活性化しない場合とは、S9mixを加えない場合を意味する。S9mixの組成は、具体的には、S9(肝臓のホモジネートを9000×gで遠心分離したときの上清部分):0.1mL、MgCl2:8μmol、KCl:33μmol、グルコース−6−リン酸:5μmol、NADPH:4μmol、NAPH:4μmol、リン酸ナトリウム緩衝液(pH7.4):100μmolとする。
トップアガーは、アミノ酸溶液(0.5mmol/L L−ヒスチジン、0.5mmol/L D−ビオチン、0.5mmol/L L−トリプトファン)は濾過滅菌し、一方で軟寒天液(0.6%(w/v)寒天(Bacto−Agar)、0.5%(w/v)塩化ナトリウム)を121℃で20分間高圧蒸気滅菌し、アミノ酸溶液と溶解した軟寒天液を容量比1:10の割合で混合したものを使用する。
各菌懸濁液の調製に関して、各菌体について、菌体濃度(1×109菌数/mL以上)と調製したものを用いる。各菌体の培養には、ニュートリエントブロス培養液を用いる。ニュートリエントブロス培養液は、ニュートリエントブロスNo.2(Oxoid、Nutrient Broth No.2)を2.5wt%となるよう精製水で溶解し、121℃で20分間高圧蒸気滅菌を行ない、調製する。
(NRU法による細胞毒性試験)
本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物は、後述するBalb/3T3細胞を用いるNRU法による細胞毒性試験において、相対細胞生存率が一定の範囲内であってもよい。該細胞毒性試験は、以下の方法で行う。
96ウェルプレートに10000cells/ウェルで播種し、25時間前培養したBalb/3T3細胞(Balb/3T3 clone A31細胞(マウス皮膚由来線維芽細胞))において、各ウェルの培地を除去し、被験組成物を含む試験液又は陰性対照液0.1mLを添加し、CO2インキュベーター内で24時間培養する。この際、陰性対照液について12ウェルを用い、試験液については6ウェルを用いる。培養後、各ウェルを顕微鏡下で観察し、細胞の生育を確認してから各ウェルの培養液を除去し、PBS0.15mLで洗浄する。洗浄後、NR培養液を0.1mLずつ添加し、CO2インキュベーター内で3時間培養して染色を行う。培養後、各ウェルの培養液を除去し、PBS0.15mLで洗浄する。各ウェルにNR再溶解液を0.15mlずつ添加し、プレートシェーカで10分間振盪する。NR再溶解液にニュートラルレッド(NR)を溶解し、溶解後の各ウェル中の液の540nmの吸光度を測定し、その平均値を求める。陰性対照液を添加したウェルにおける液の吸光度を100とした場合に、該吸光度に対する、試験液を添加したウェルにおける液の吸光度を、被験物質を含む被験組成物(歯科材料用多官能モノマーを含む歯科材料用モノマー組成物)の相対細胞生存率(%)とする。
被験組成物を含む試験液の調製は、まずDMSOに被験組成物を添加してから、DMSOで希釈して、DMSO液を調製する。その後、後述するD05培養液2mL当たり前述のDMSO液を10μL添加し、攪拌混合して試験液を調製する。試験液には、被験組成物液に含まれる被験物質(具体的には、歯科材料用モノマー組成物に含まれる歯科材料用多官能モノマー)が所定の濃度になるように調整する。
陰性対照液は、D05培養液にDMSOを0.5v/v%になるよう添加して調製する。
D05培養液とは、仔牛血清5vol%、1mmol/Lピルビン酸ナトリウム及びペニシリン−ストレプトマイシン−アムホテリシンB懸濁液1vol%を含むD−MEM(Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium9、Cat No.048−30275、グルタミン584mg/L及びHEPES5.958g/L含有)のことを指す。
D10培養液とは、仔牛血清10vol%、ペニシリン−ストレプトマイシン−アムホテリシンB懸濁液1vol%、100mmol/Lピルビン酸ナトリウム溶液1vol%を含むD−MEMのことを指す。
上述のBalb/3T3細胞の前培養は、まず対数増殖期にある細胞をトリプシン−EDTAを用いて単離した後、D05培養液を用いて細胞濃度1x105cells/mLの細胞懸濁液を調製してから、細胞懸濁液0.1mLを96ウェルプレートに分注播種し(1x104cells/well)、CO2インキュベーター内で25時間静置して行う。
NR培養液とは、NR(ニュートラルレッド)ストック液とD10培養液を1:79で混合し、37℃で一晩置いた後、フィルター濾過でNR結晶を除いたものを指す。
NR(ニュートラルレッド)ストック液とは、ニュートラルレッド(NR)(和光純薬工業株式会社製)の0.4%(w/v)水溶液を指す。
NR再溶解液とは、酢酸、エタノール、水を1:50:49で混合したものを指す。使用前1時間以内に調製する。
例えば、被験組成物に含まれる被験物質の試験液中の濃度は、例えば、0.00164mg/mL、0.00410mg/mL、0.0102mg/mL、0.0256mg/mL、0.0640mg/mL、0.160mg/mL、0.400mg/mL、1.00mg/mLとしてよい。
被験組成物に含まれる被験物質の試験液中の濃度が0.00164mg/mL、0.00410mg/mL、0.0102mg/mL、0.0256mg/mL、0.0640mg/mL、0.160mg/mL、0.400mg/mL又は1.00mg/mLである場合、上述のBALB/3T3細胞を用いるNRU法による相対細胞生存率が、0.01%以上(0.05%以上、0.1%以上、0.5%以上、1.0%以上、5.0%以上、10%以上、20%以上、30%以上、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上、99%以上等)であってよく、100%以下(99%以下、95%以下、90%以下、80%以下、70%以下、60%以下、50%以下、40%以下、30%以下、20%以下、10%以下、5.0%以下、1.0%以下、0.5%以下、0.1%以下、0.05%以下等)であってもよい。
(WST法による細胞試験)
本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物は、Balb/3T3細胞を用いるWST法による細胞試験において、相対細胞増殖率が一定の範囲内であってもよい。該細胞試験は、以下の方法で行う。
96ウェルプレートに2000cells/ウェルで播種し、24時間前培養したBalb/3T3細胞(Balb/3T3 clone A31細胞(マウス皮膚由来線維芽細胞))について、各ウェルの培養液を除去し、被験組成物を含む試験液又は陰性対照液0.1mLを添加し、CO2インキュベーター内で48時間培養する。この際、陰性対照液について6ウェルを用い、試験液については3ウェルを用いる。
培養後、試験液又は陰性対照液を捨てPBSで洗浄し、各ウェルに10%WST−8試薬を含有するDMEM培養液0.2mLを添加し、CO2インキュベーター内で2時間呈色反応を行う。反応後のウェル中の液について、マイクロプレートリーダーで450nmおよび650nmの吸光度を測定し、各ウェル中の液の450nm吸光度から650nm吸光度を引いた値を、各ウェルの吸光度とし、値がマイナスとなった場合は0として吸光度の平均値を求める。試験液を添加したウェル中の液の平均吸光度について、陰性対照液を添加したウェル中の液の平均吸光度で除した値を、被験物質を含む被験組成物(歯科材料用多官能モノマーを含む歯科材料用モノマー組成物)の相対細胞増殖率(%)とする。
被験組成物を含む試験液の調製は、まずDMSOに被験組成物を添加してから、DMSOで希釈して、DMSO液を調製する。その後、DMEM培養液1mL当たりDMSO希釈溶液を5μL添加し、試験液を調製する。試験液には、被験組成物液に含まれる被験物質(具体的には、歯科材料用モノマー組成物に含まれる歯科材料用多官能モノマー)が所定の濃度になるように調整する。
陰性対照液は、DMSOをDMEM培養液により0.5vol%になるよう添加して調製する。
DMEM培養液とは、仔牛血清10vol%、ペニシリン−ストレプトマイシン−アムホテリシンB懸濁液(x100)1vol%を含むDulbecco’s Modified Eagle’s Medium(D−MEM)を指す。
上述のBalb/3T3細胞の前培養は、まず対数増殖期にあるBalb/3T3 clone A31細胞を0.25%トリプシン−1mM EDTAを用いて単離した後、DMEM培養液を用いて細胞濃度20000cells/mLの細胞懸濁液を調製してから、細胞懸濁液0.1mLを96ウェルプレートに分注播種し(2000cells/ウェル)、CO2インキュベーター内で24時間静置して行う。
例えば、被験組成物に含まれる被験物質の試験液中の濃度は、例えば、0.00164mg/mL、0.00410mg/mL、0.0102mg/mL、0.0256mg/mL、0.0640mg/mL、0.160mg/mL、0.400mg/mL、1.00mg/mLとしてよい。
被験組成物に含まれる被験物質の試験液中の濃度が0.00164mg/mL、0.00410mg/mL、0.0102mg/mL、0.0256mg/mL、0.0640mg/mL、0.160mg/mL、0.400mg/mL又は1.00mg/mLである場合、上述のBALB/3T3細胞を用いるWST法による相対細胞増殖阻害率が、0.001%以上(0.01%以上、0.05%以上、0.1%以上、0.5%以上、1.0%以上、5.0%以上、10%以上、20%以上、30%以上、40%以上、50%以上、60%以上、70%以上、80%以上、90%以上、95%以上、99%以上等)であってよく、100%以下(99%以下、95%以下、90%以下、80%以下、70%以下、60%以下、50%以下、40%以下、30%以下、20%以下、10%以下、5.0%以下、1.0%以下、0.5%以下、0.1%以下、0.05%以下、0.01%以下等)であってもよい。
[歯科材料用多官能モノマーを含有する歯科材料]
本発明の第1態様である歯科材料用多官能モノマーは、歯科材料の原料として好適である。本発明の歯科材料用多官能モノマーに対して、本発明の歯科材料用多官能モノマー以外の成分(例えば、歯科材料用多官能モノマー以外の重合可能なモノマー(本発明の多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマー、エポキシ基を含有するモノマー等)を配合することによって、本発明の歯科材料用多官能モノマーを含有する歯科材料を製造することができる。
[本発明の多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマー]
本発明の第1態様である歯科材料用多官能モノマー以外の成分の一例としては、本発明の多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマーを挙げることができる。
上記の本発明の多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマーは、分子中に(メタ)アクリレート基を1つ以上含む。含有される重合性基の数は、1つでもよいし、2つ以上でもよい。
上記の本発明の多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマーは、1種の化合物で構成されてもよいし、2種以上の化合物の混合物で構成されてもよい。
重合性基を1つだけ有する上記の多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマーとしては、例えば、下記一般式(21)で示されるモノマーが挙げられる。
Figure 2018181710
上記一般式(21)中、R21aは水素またはメチル基であり、R21bは酸素または窒素を含有してもよい炭素数1〜20の一価の有機基を示す。
上記一価の有機基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等の炭素数1〜20の非環状炭化水素基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、シクロアルキニル基、アリール基等の炭素数1〜20の環状炭化水素基などの炭化水素基;アルコキシアルキル基、アルコキシアルキレングリコール基、テトラヒドロフルフリル基等の上記炭化水素基の少なくとも一部の炭素−炭素結合の間に、酸素が挿入された基(ただし酸素が連続して挿入されることはない。)などの炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基等が挙げられる。上記炭素数1〜20の環状炭化水素基は、非環状炭化水素部分を有していてもよい。また、これら基中に含まれる非環状炭化水素部分は直鎖状または分岐状のいずれでもよい。
上記炭素数1〜20の炭化水素基または炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基に直鎖状のアルキレン部分が含まれている場合には、その少なくとも1つのメチレン基が、エステル結合、アミド結合、カーボネート結合、ウレタン結合(カルバモイル基)、またはウレア結合で置き換えられていてもよい(ただし、メチレン基が連続して置き換えられることはない。)。
また、上記炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基などの有機基に含まれる水素原子が、カルボキシル基、リン酸基等の酸基、水酸基、アミノ基、エポキシ基等の官能基に置き換えられていてもよい。
上記一般式(21)で示されるメタクリロイル基を有する化合物としては、例えば、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、エトキシジエチレングリコールメタクリレート、メトキシトリエチレングルコールメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−ヒドロキシブチルメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノメタクリレートなどが挙げられる。
上記一般式(21)で示されるアクリロイル基を有する化合物としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシトリエチレングルコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレートなどが挙げられる。
重合性基を2つ以上有する上記の本発明の多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマーとしては、例えば、下記一般式(22)で示されるモノマーが挙げられる。
Figure 2018181710
上記一般式(22)中、R22aおよびR22bは水素またはメチル基を示し、これらは同一でも異なっていてもよく、R22cは酸素または窒素を含有してもよい炭素数1〜40の二価の有機基を示す。
上記二価の有機基としては、例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基等の炭素数1〜40の非環状炭化水素基、シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基、シクロアルキニレン基、アリーレン基等の炭素数1〜40の環状炭化水素基などの炭化水素基;オキシアルキレン基等の上記炭化水素基の少なくとも一部の炭素−炭素結合の間に、酸素が挿入された基(ただし酸素が連続して挿入されることはない。)などの炭素数1〜40の酸素含有炭化水素基等が挙げられる。上記炭素数1〜40の環状炭化水素基としては、非環状炭化水素部分を有していてもよい。また、これら基中に含まれる非環状炭化水素部分は直鎖状または分岐状のいずれでもよい。
上記炭素数1〜40の炭化水素基または炭素数1〜40の酸素含有炭化水素基に直鎖状のアルキレン部分が含まれている場合には、その少なくとも1つのメチレン基が、エステル結合、アミド結合、カーボネート結合、ウレタン結合(カルバモイル基)、またはウレア結合で置き換えられていてもよい(ただし、メチレン基が連続して置き換えられることはない。)。
また、上記炭素数1〜40の炭化水素基、炭素数1〜40の酸素含有炭化水素基などの有機基に含まれる水素原子が、カルボキシル基、リン酸基等の酸基、水酸基、アミノ基、エポキシ基等の官能基、アクリロイル基、メタクリロイル基等の重合性基に置き換えられていてもよい。
上記一般式(22)で示されるモノマーのうち、好適なモノマーの一例としては、上記R22cが炭素数2〜20、望ましくは炭素数4〜12の直鎖アルキレン基であるモノマーが挙げられる。
上記好適なモノマーであり、メタクリロイル基を有する化合物としては、例えば、1,4−ブタンジオールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、1,8−オクタンジオールジメタクリレート、1,9−ノナンジオールジメタクリレート、1,10−デカンジオールジメタクリレートなどが挙げられる。
上記好適なモノマーであり、アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,8−オクタンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、1,10−デカンジオールジアクリレートなどが挙げられる。
また、上記一般式(22)で示されるモノマーのうち、好適なモノマーの他の例としては、上記R22Cが炭素数2〜20、望ましくは炭素数4〜12の直鎖オキシアルキレン基であるモノマーが挙げられる。
上記好適なモノマーであり、メタクリロイル基を有する化合物としては、例えば、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリプロピレングリコールジメタクリレート、テトラプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレートなどが挙げられる。
上記好適なモノマーであり、アクリロイル基を有する化合物としては、例えば、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、テトラプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレートなどが挙げられる。
さらに、上記一般式(22)で示されるモノマーのうち、好適なモノマーの他の例として、下記一般式(23)で示されるカルバモイル基を有するモノマーを挙げることができる。
Figure 2018181710
上記一般式(23)中、R23aおよびR23bは水素またはメチル基であり、これらは同一でも異なっていてもよく、R23cおよびR23dは酸素を含有してもよい炭素数1〜12の二価の有機基であり、これらは同一でも異なっていてもよい。
上記二価の有機基としては、例えば、アルキレン基等の炭素数1〜12の非環状炭化水素基、シクロアルキレン基、アリーレン基等の炭素数1〜12の環状炭化水素基などの炭化水素基;オキシアルキレン基等の上記炭化水素基の少なくとも一部の炭素−炭素結合の間に、酸素が挿入された基(ただし酸素が連続して挿入されることはない。)などの炭素数1〜12の酸素含有炭化水素基等が挙げられる。上記炭素数1〜12の環状炭化水素基は、非環状炭化水素部分を有していてもよい。また、これら基中に含まれる非環状炭化水素部分は直鎖状または分岐状のいずれでもよい。
また、上記炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数1〜12の酸素含有炭化水素基などの有機基に含まれる水素原子が、カルボキシル基、リン酸基等の酸基、水酸基、アミノ基、エポキシ基等の官能基、アクリロイル基、メタクリロイル基等の重合性基に置き換えられていてもよい。
上記一般式(23)中、R23eは酸素を含有してもよい炭素数1〜20の二価の有機基を示す。
上記二価の有機基としては、例えば、アルキレン基等の炭素数1〜20の非環状炭化水素基、シクロアルキレン基、アリーレン基等の炭素数1〜20の環状炭化水素基などの炭化水素基;オキシアルキレン基等の上記炭化水素基の少なくとも一部の炭素−炭素結合の間に、酸素が挿入された基(ただし酸素が連続して挿入されることはない。)などの炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基等が挙げられる。上記炭素数1〜20の環状炭化水素基は、非環状炭化水素部分を有していてもよい。また、これら基中に含まれる非環状炭化水素部分は直鎖状または分岐状のいずれでもよい。
また、上記炭素数1〜20の炭化水素基または炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基などの有機基に含まれる水素原子が、カルボキシル基、リン酸基等の酸基、水酸基、アミノ基、エポキシ基等の官能基に置き換えられていてもよい。
上記一般式(23)で示されるアクリロイル基を有する化合物としては、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、または1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリレート等のヒドロキシアクリレートと、2,4−または2,6−トルエンジイソシアネート、4,4'−、2,4'−または2,2'−ジフェニルメタン−ジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、2,2,4−または2,4,4−トリメチル−1,6−ヘキサメチレン−ジイソシアネート、等のジイソシアネートとの反応生成物であるウレタンアクリレートなどが挙げられ、このようなウレタンアクリレートとしては、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンビス(2−カルバモイルオキシエチル)ジアクリレートなどが挙げられる。
上記一般式(23)で示される(メタ)アクリロイル基を有する化合物の好適な別の例としては、以下の一般式(24a)〜(24e)で示される化合物からなる群より選択される少なくとも1つを挙げることができる。
Figure 2018181710
Figure 2018181710
Figure 2018181710
Figure 2018181710
Figure 2018181710
また、好ましい上記一般式(22)で示されるモノマーの別の例として、下記一般式(25)のモノマーを挙げることができる。
Figure 2018181710
上記一般式(25)中、R25aおよびR25bは水素またはメチル基を示し、これらは同一でも異なっていてもよく、R25cおよびR25dは酸素を含有してもよい炭素数1〜12の二価の有機基を示し、これらは同一でも異なっていてもよい。上記二価の有機基としては、例えば、アルキレン基等の炭素数1〜12の非環状炭化水素基、シクロアルキレン基、アリーレン基等の炭素数1〜12の環状炭化水素基などの炭化水素基;オキシアルキレン基等の上記炭化水素基の少なくとも一部の炭素−炭素結合の間に、酸素が挿入された基(ただし酸素が連続して挿入されることはない。)などの炭素数1〜12の酸素含有炭化水素基等が挙げられる。上記炭素数1〜12の環状炭化水素基は、非環状炭化水素部分を有していてもよい。また、これら基中に含まれる非環状炭化水素部分は直鎖状または分岐状のいずれでもよい。また、上記炭素数1〜12の炭化水素基、炭素数1〜12の酸素含有炭化水素基などの有機基に含まれる水素原子が、カルボキシル基、リン酸基等の酸基、水酸基、アミノ基、エポキシ基等の官能基、アクリロイル基、メタクリロイル基等の重合性基に置き換えられていてもよい。
上記一般式(25)中、R25eは酸素を含有してもよい炭素数1〜20の二価の有機基を示す。上記二価の有機基としては、例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基などの炭素数1〜20の炭化水素基;オキシアルキレン基等の上記炭化水素基の少なくとも一部の炭素−炭素結合の間に、酸素が挿入された基(ただし酸素が連続して挿入されることはない。)などの炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基などが挙げられる。上記炭素数1〜20の環状炭化水素基は、非環状炭化水素部分を有していてもよい。また、上記炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20の酸素含有炭化水素基などの有機基に含まれる水素原子が、カルボキシル基、リン酸基等の酸基、水酸基、アミノ基、エポキシ基等の官能基に置き換えられていてもよい。
上記一般式(25)で示されるメタクリロイル基を有する化合物としては、例えば、2,2−ビス〔4−(3−メタクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕プロパン(Bis−GMA)、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジメタクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAジメタクリレートなどが挙げられる。
上記一般式(25)で示されるアクリロイル基を有する化合物としては、例えば、2,2−ビス〔4−(3−アクリロイルオキシ−2−ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕プロパン、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート、プロピレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレートなどが挙げられる。
また本発明の歯科材料用多官能モノマーを含有する歯科材料を歯科用接着材の用途に使用する場合などには、上記本発明の多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマーとして、接着の機能を発揮するモノマーが含有されていることが好ましい。このような接着の機能を発揮する本発明の多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマーとして、例えば、メタクリロイル基およびアクリロイル基から選ばれる少なくとも1つの重合性基と酸性基を有するモノマーが挙げられる。酸性基として、例えば、リン酸残基、ピロリン酸残基、チオリン酸残基、カルボン酸残基およびスルホン酸残基等が挙げられる。
メタクリロイル基とリン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、2−メタクリロイルオキシエチルジハイドロジェンホスフェート、9−メタクリロイルオキシノニルジハイドロジェンホスフェート、10−メタクリロイルオキシデシルジハイドロジェンホスフェート、11−メタクリロイルオキシウンデシルジハイドロジェンホスフェート、20−メタクリロイルオキシエイコシルジハイドロジェンホスフェート、1,3−ジメタクリロイルオキシプロピル−2−ジハイドロジェンホスフェート、2−メタクリロイルオキシエチルフェニルリン酸、2−メタクリロイルオキシエチル 2'−ブロモエチルリン酸、メタクリロイルオキシエチルフェニルホスホネート、およびこれらの酸塩化物などが挙げられる。
アクリロイル基とリン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、2−アクリロイルオキシエチルジハイドロジェンホスフェート、9−アクリロイルオキシノニルジハイドロジェンホスフェート、10−アクリロイルオキシデシルジハイドロジェンホスフェート、11−アクリロイルオキシウンデシルジハイドロジェンホスフェート、20−アクリロイルオキシエイコシルジハイドロジェンホスフェート、1,3−ジアクリロイルオキシプロピル−2−ジハイドロジェンホスフェート、2−アクリロイルオキシエチルフェニルリン酸、2−アクリロイルオキシエチル 2'−ブロモエチルリン酸、アクリロイルオキシエチルフェニルホスホネート、およびこれらの酸塩化物などが挙げられる。
メタクリロイル基とピロリン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、ピロリン酸ジ(2−メタクリロイルオキシエチル)およびこれらの酸塩化物などが挙げられる。
アクリロイル基とピロリン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、ピロリン酸ジ(2−アクリロイルオキシエチル)およびこれらの酸塩化物などが挙げられる。
メタクリロイル基とチオリン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、2−メタクリロイルオキシエチルジハイドロジェンジチオホスフェート、10−メタクリロイルオキシデシルジハイドロジェンチオホスフェート、およびこれらの酸塩化物などが挙げられる。
アクリロイル基とチオリン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、2−アクリロイルオキシエチルジハイドロジェンジチオホスフェート、10−アクリロイルオキシデシルジハイドロジェンチオホスフェート、およびこれらの酸塩化物などが挙げられる。
メタクリロイル基とカルボン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、4−メタクリロイルオキシエトキシカルボニルフタル酸、5−メタクリロイルアミノペンチルカルボン酸および11−メタクリロイルオキシ−1,1−ウンデカンジカルボン酸、およびこれらの酸塩化物または酸無水物等が挙げられる。
アクリロイル基とカルボン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、4−アクリロイルオキシエトキシカルボニルフタル酸、5−アクリロイルアミノペンチルカルボン酸および11−アクリロイルオキシ−1,1−ウンデカンジカルボン酸、およびこれらの酸塩化物または酸無水物等が挙げられる。
メタクリロイル基とスルホン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、2−スルホエチルメタクリレート、および2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸などが挙げられる。
アクリロイル基とスルホン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、2−スルホエチルアクリレート、および2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸などが挙げられる。
[重合開始剤]
本発明の第1態様の歯科材料に含まれる本発明の歯科材料用多官能モノマー以外の成分の別の一例としては、重合開始剤を挙げることができる。
上記重合開始剤は、歯科分野で用いられる一般的な重合開始剤を使用することができ、通常、重合性モノマーの重合性と重合条件を考慮して選択される。
常温重合を行う場合には、たとえば、酸化剤および還元剤を組み合わせたレドックス系の重合開始剤が好適である。レドックス系の重合開始剤を使用する場合、酸化剤と還元剤が別々に包装された形態をとり、使用する直前に両者を混合する必要がある。
酸化剤としては、特に限定されないが、例えば、ジアシルパーオキサイド類、パーオキシエステル類、ジアルキルパーオキサイド類、パーオキシケタール類、ケトンパーオキサイド類およびハイドロパーオキサイド類などの有機過酸化物を挙げることができる。上記有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイドおよびm−トルオイルパーオキサイド等のジアシルパーオキサイド類;t−ブチルパーオキシベンゾエート、ビス−t−ブチルパーオキシイソフタレート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエートおよびt−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート等のパーオキシエステル類;ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイドおよびラウロイルパーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド類;1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン等のパーオキシケタール類;メチルエチルケトンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類;t−ブチルハイドロパーオキサイド等のハイドロパーオキサイド類などが挙げられる。
また、還元剤としては、特に限定されないが、通常第三級アミンが用いられる。第三級アミンとしては、例えば、N,N−ジメチルアニリン、N,N−ジメチル−p−トルイジン、N,N−ジメチル−m−トルイジン、N,N−ジエチル−p−トルイジン、N,N−ジメチル−3,5−ジメチルアニリン、N,N−ジメチル−3,4−ジメチルアニリン、N,N−ジメチル−4−エチルアニリン、N,N−ジメチル−4−i−プロピルアニリン、N,N−ジメチル−4−t−ブチルアニリン、N,N−ジメチル−3,5−ジ−t−ブチルアニリン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−p−トルイジン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3,5−ジメチルアニリン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3,4−ジメチルアニリン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−4−エチルアニリン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−4−i−プロピルアニリン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−4−t−ブチルアニリン、N,N−ジ(2−ヒドロキシエチル)−3,5−ジ−i−プロピルアニリン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−3,5−ジ−t−ブチルアニリン、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸n−ブトキシエチル、4−ジメチルアミノ安息香酸(2−メタクリロイルオキシ)エチル、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N−n−ブチルジエタノールアミン、N−ラウリルジエタノールアミン、トリエタノールアミン、(2−ジメチルアミノ)エチルメタクリレート、N,N−ビス(メタクリロイルオキシエチル)−N−メチルアミン、N,N−ビス(メタクリロイルオキシエチル)−N−エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−N−メタクリロイルオキシエチルアミン、N,N−ビス(メタクリロイルオキシエチル)−N−(2−ヒドロキシエチル)アミン、トリス(メタアクリロイルオキシエチル)アミンなどが挙げられる。
これら有機過酸化物/アミン系の他には、クメンヒドロパーオキサイド/チオ尿素系、アスコルビン酸/Cu2+塩系、有機過酸化物/アミン/スルフィン酸(またはその塩)系等のレドックス系重合開始剤を用いることができる。また、重合開始剤として、トリブチルボラン、有機スルフィン酸なども好適に用いられる。
加熱による熱重合を行う場合には、過酸化物、もしくはアゾ系化合物を使用することが好ましい。
過酸化物としては特に限定されないが、例えば、過酸化ベンゾイル、t−ブチルヒドロペルオキシド、クメンヒドロペルオキシドなどが挙げられる。アゾ系化合物としては特に限定されないが、例えば、アゾビスイソブチロニトリルなどが挙げられる。
可視光線照射による光重合を行う場合には、α−ジケトン/第三級アミン、α−ジケトン/アルデヒド、α−ジケトン/メルカプタン等のレドックス系開始剤が好ましい。
光重合開始剤としては、特に限定されないが、例えば、α−ジケトン/還元剤、ケタール/還元剤、チオキサントン/還元剤などが挙げられる。α−ジケトンとしては、例えば、カンファーキノン、ベンジルおよび2,3−ペンタンジオンなどが挙げられる。ケタールとしては、例えば、ベンジルジメチルケタールおよびベンジルジエチルケタールなどが挙げられる。チオキサントンとしては、例えば、2−クロロチオキサントンおよび2,4−ジエチルチオキサントンなどが挙げられる。還元剤としては、例えば、ミヒラ−ケトン等、2−(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート、N,N−ビス〔(メタ)アクリロイルオキシエチル〕−N−メチルアミン、N,N−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸ブチル、4−ジメチルアミノ安息香酸ブトキシエチル、N−メチルジエタノールアミン、4−ジメチルアミノベンゾフェノン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)−p−トルイジンおよびジメチルアミノフェナントール等の第三級アミン;シトロネラール、ラウリルアルデヒド、フタルジアルデヒド、ジメチルアミノベンズアルデヒドおよびテレフタルアルデヒド等のアルデヒド類;2−メルカプトベンゾオキサゾール、デカンチオール、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、4−メルカプトアセトフェノン、チオサリチル酸およびチオ安息香酸等のチオール基を有する化合物;等を挙げることができる。これらのレドックス系に有機過酸化物を添加したα−ジケトン/有機過酸化物/還元剤の系も好適に用いられる。
紫外線照射による光重合を行う場合には、ベンゾインアルキルエーテルおよびベンジルジメチルケタール等が好適である。また、(ビス)アシルフォスフィンオキサイド類の光重合開始剤も好適に用いられる。
(ビス)アシルフォスフィンオキサイド類のうち、アシルフォスフィンオキサイド類としては、例えば、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,6−ジメトキシベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,6−ジクロロベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルメトキシフェニルホスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルエトキシフェニルホスフィンオキサイド、2,3,5,6−テトラメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイドおよびベンゾイルジ−(2,6−ジメチルフェニル)ホスホネートなどが挙げられる。ビスアシルフォスフィンオキサイド類としては、例えば、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)−4−プロピルフェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジクロロベンゾイル)−1−ナフチルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,5−ジメチルフェニルフォスフィンオキサイド、ビス−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルフォスフィンオキサイドおよび(2,5,6−トリメチルベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイドなどが挙げられる。これら(ビス)アシルフォスフィンオキサイド類の光重合開始剤は、単独もしくは各種アミン類、アルデヒド類、メルカプタン類およびスルフィン酸塩等の還元剤と併用することもできる。これらは、上記可視光線の光重合開始剤とも好適に併用することができる。
上記重合開始剤または光重合開始剤は単独でまたは2種以上を適宜組み合わせて用いることができ、配合量は、上記歯科材料100重量部に対して、通常0.01〜20重量部、好ましくは0.1〜5重量部の範囲で使用される。
[フィラー]
本発明の第1態様の歯科材料に含まれる本発明の歯科材料用多官能モノマー以外の成分の別の一例としては、フィラーを挙げることができる。
フィラーは、歯科分野で用いられる一般的なフィラーを使用することができる。フィラーは、通常、有機フィラーと無機フィラーに大別される。
有機フィラーとしては、例えば、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、メタクリル酸メチル−メタクリル酸エチル共重合体、架橋型ポリメタクリル酸メチル、架橋型ポリメタクリル酸エチル、エチレン−酢酸ビニル共重合体およびスチレン−ブタジエン共重合体などの微粉末が挙げられる。
無機フィラーとしては、例えば、各種ガラス類(二酸化珪素を主成分とし、必要に応じ、重金属、ホウ素およびアルミニウム等の酸化物を含有する)、各種セラミック類、珪藻土、カオリン、粘土鉱物(モンモリロナイト等)、活性白土、合成ゼオライト、マイカ、フッ化カルシウム、フッ化イッテルビウム、リン酸カルシウム、硫酸バリウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン、ヒドロキシアパタイト等の微粉末が挙げられる。これら無機フィラーの中でも、X線造影剤として用いられるものが好ましい。X線造影剤としても用いられ得る無機フィラーの具体例としては、例えば、バリウムボロシリケートガラス(キンブルレイソーブT3000、ショット8235、ショットGM27884およびショットGM39923など)、ストロンチウムボロアルミノシリケートガラス(レイソーブT4000、ショットG018−093およびショットGM32087など)、ランタンガラス(ショットGM31684など)、フルオロアルミノシリケートガラス(ショットG018−091およびショットG018−117など)、ジルコニウムおよび/またはセシウム含有のボロアルミノシリケートガラス(ショットG018−307、G018−308およびG018−310など)が挙げられる。
また、これら無機フィラーに重合性モノマーを予め添加し、ペースト状にした後、重合硬化させ、粉砕して得られる有機無機複合フィラーを用いても差し支えない。
また、粒径が0.1μm以下のミクロフィラーが配合された歯科材料は、歯科用コンポジットレジンに好適な態様の一つである。かかる粒径の小さなフィラーの材質としては、シリカ(例えば、商品名アエロジル)、アルミナ、ジルコニア、チタニアなどが好ましい。このような粒径の小さい無機フィラーの配合は、コンポジットレジンの硬化物の研磨滑沢性を得る上で有利である。
これらのフィラーに対しては、目的に応じて、シランカップリング剤などにより表面処理が施される場合がある。かかる表面処理剤としては、公知のシランカップリング剤、例えば、γ−メタクリルオキシアルキルトリメトキシシラン(メタクリルオキシ基とケイ素原子との間の炭素数:3〜12)、γ−メタクリルオキシアルキルトリエトキシシラン(メタクリルオキシ基と珪素原子との間の炭素数:3〜12)、ビニルトリメトキシシラン、ビニルエトキシシランおよびビニルトリアセトキシシラン等の有機珪素化合物が使用される。表面処理剤の濃度は、フィラー100重量部に対して、通常0.1〜20重量部、好ましくは1〜10重量部の範囲で使用される。
これらのフィラーは1種単独でまたは2種類以上を組み合わせて適宜用いられる。フィラーの配合量は、コンポジットレジンペーストの操作性(粘稠度)やその硬化物の機械的物性を考慮して適宜決定すればよく、歯科材料中に含まれるフィラー以外の全成分100重量部に対して、通常10〜2000重量部、好ましくは50〜1000重量部、より好ましくは100〜600重量部である。
以上のような、(メタ)アクリロイル基を含むモノマー、重合開始剤、およびフィラーを含有する歯科材料は、コンポジットレジンと呼ばれることもある。
[その他の成分]
本発明の第1態様の歯科材料は、上述の本発明の歯科材料用多官能モノマー、本発明の多官能モノマー以外の重合可能なモノマー(例えば、本発明の多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマー、エポキシ基を有するモノマー)、重合開始剤、およびフィラー以外の成分を、目的に応じて適宜含んでもよい。例えば、保存安定性を向上させるために既に上述した重合禁止剤を含んでもよい。また、色調を調整するために、公知の顔料、染料等の色素を含みうる。さらに、硬化物の強度を向上させるために、公知のファイバー等の補強材を含んでもよい。また、水、エタノール、アセトン等の溶媒を含んでもよい。
[各成分の比率]
本発明の第1態様である多官能モノマーの歯科材料への配合量は特に制限されないが、例えば0.1〜99%の範囲である。好ましい配合量は、その歯科材料用の用途によって異なる場合もあるが、例えば重合性モノマー成分(上記の本発明の歯科材料用多官能モノマーと上記の本発明の多官能モノマー以外の重合可能なモノマー(例えば、本発明の多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマー)、エポキシ基を有するモノマー)中に1〜50重量%、より好ましくは3〜30重量%配合される。特に、歯科材料の用途が、充填用コンポジットレジン、歯冠用硬質レジン、義歯床用レジン、CAD/CAM用レジンブロックである場合、多官能モノマーの配合量は、重合性モノマー成分中1〜50重量%であることが好ましく、3〜30重量%であることがより好ましい。歯科材料の用途が歯科用接着材(歯列矯正用接着材、ボンディング材、接着レジンセメント、充填用接着コンポジットレジン、レジン添加型グラスアイオノマーセメント等)、歯科用プライマー、歯牙裂溝封鎖材である場合は、多官能モノマーの配合量は、重合性モノマー成分中1〜50重量%であることが好ましく、3〜20重量%であることがより好ましい。
(復帰突然変異試験)
本発明の第1態様の多官能モノマーの歯科材料は、復帰突然変異試験において陰性を示すものであってもよい。復帰突然変異試験(Ames試験)の試験方法は、上述の復帰突然変異試験の方法において、本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物を本発明の第1態様の多官能モノマーの歯科材料に置き換えて、同様の手順で行う。
(NRU法による細胞試験)
本発明の第1態様の多官能モノマーの歯科材料は、Balb/3T3細胞を用いるNRU法による細胞試験において、相対細胞生存率が一定の範囲内であってもよい。該細胞試験は、上述のNRU法による細胞試験において、本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物を本発明の第1態様の多官能モノマーの歯科材料に置き換えて、同様の手順で行う。また、被験材料に含まれる被験物質(歯科材料に含まれる歯科材料用多官能モノマー)の試験液中の濃度、歯科材料の相対細胞増殖率(%)は、上述の本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物の場合におけるものと同様であってよい。
(WST法による細胞試験)
本発明の第1態様の多官能モノマーの歯科材料は、Balb/3T3細胞を用いるWST法による細胞試験において、相対細胞増殖率が一定の範囲内であってもよい。該細胞試験は、上述のWST法による細胞試験において、本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物を本発明の第1態様の多官能モノマーの歯科材料に置き換えて、同様の手順で行う。また、被験材料に含まれる被験物質(歯科材料に含まれる歯科材料用多官能モノマー)の試験液中の濃度、歯科材料の相対細胞増殖率(%)は、上述の本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物の場合におけるものと同様であってよい。
[歯科材料の製造方法]
上述の本発明の第1態様である歯科材料用多官能モノマー、該多官能モノマー以外の重合可能なモノマー(例えば、本発明の多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマー)、エポキシ基を有するモノマー)、重合開始剤、フィラー、その他の成分等を混和し、本発明の第1態様の歯科材料を製造する方法については、公知の方法であれば特に制限を受けない。
[硬化物]
本発明の第1態様の歯科材料は、前述の重合開始剤の重合方式にあわせ適切な条件で硬化することができる。例えば、可視光照射による光重合開始剤を含有している本発明の第1態様の歯科材料の場合は、該歯科材料を所定の形状に加工したのち、公知の光照射装置を用いて所定の時間可視光を照射することにより、所望の硬化物を得ることができる。照射強度、照射強度等の条件は、歯科材料の硬化性に合わせて適切に変更することができる。また、可視光をはじめとした、光照射により硬化した硬化物を、さらに適切な条件で熱処理をすることにより、硬化物の機械的物性を向上させることもできる。また、別の例として、加熱による重合開始剤を含有している本発明の第1態様の歯科材料の場合は、該歯科材料を所定の形状に加工したのち、適切な温度及び時間加熱することにより、所望の硬化物を得ることができる。
以上のようにして得られる上述の本発明の第1態様の歯科材料の硬化物が、歯科治療用途に用いられることもある。
[使用方法]
本発明の第1態様の歯科材料の使用方法は、歯科材料の使用法として一般に知られているものであれば、特に制限されない。例えば、本発明の第1態様の歯科材料を齲蝕窩洞充填用コンポジットレジンとして使用する場合は、口腔内の窩洞に該歯科材料を充填した後、公知の光照射装置を用いて光硬化させることにより、目的を達成できる。また、歯冠修復用コンポジットレジンとして使用する場合は、適切な形状に加工した後、公知の光照射装置を用いて光硬化させ、さらに必要であれば所定の条件で熱処理を行うことで、所望の歯冠修復材料を得ることができる。
[用途]
本発明における第1態様の歯科材料は、歯科治療用途に好適に用いることができ、例えば、充填用コンポジットレジン、歯冠用硬質レジン、義歯床用レジン、義歯床用裏装材、印象材、歯科用接着材(歯列矯正用接着材、ボンディング材(こちらのほうが一般的記載か)、接着レジンセメント、充填用接着コンポジットレジン、およびレジン添加型グラスアイオノマーセメント)、歯科用プライマー、歯牙裂溝封鎖材、CAD/CAM用レジンブロック、テンポラリークラウン、および人工歯材料等を挙げることができる。
[キット]
本発明の第1態様のキットは上記第1態様の歯科材料を含む。本発明の第1態様のキットは、上記歯科材料の各成分を1剤として充填したキット、重合形式、および保存安定性等を勘案して、上記歯科材料の各成分を2剤以上に分けて充填した複数の剤からなるキットなどが挙げられる。なお、かかるキットには、本発明の第1態様の歯科材料以外の、同時に使用する他の歯科材料が含まれていてもよい。
[歯科材料用水酸基含有モノマー]
本発明の第2態様である歯科材料用水酸基含有モノマーは、下記核部(X)と下記末端基(Y2B)とが直接または下記連結基(Z)を介して結合した下記一般式(8B)で示される化合物である。
Figure 2018181710
上記一般式(8B)中、n8aBは核部(X)に対して直接結合している末端基(Y2B)の数を示し、n8bBは核部(X)に対して連結基(Z)を介して結合している末端基(Y2B)の数を示し、n8aBおよびn8bBの和は核部(X)の価数に等しい。n8aBおよびn8bBは0以上の整数であり、その和が3以上であればその組み合わせには特に制限がない。組み合わせの一例としては、n8aBが0であれば、n8bBは3以上の整数となり、この場合は、全ての末端基(Y2B)は核部Xに連結基(Z)を介して結合している。また、別の組み合わせの一例としては、n8bBが0であれば、n8aBは3以上の整数となり、この場合は、全ての末端基(Y2B)は核部Xに直接結合している。
[核部(X)]
上記核部(X)は、酸素原子または窒素原子を含有し、末端基(Y2B)または連結基(Z)と結合する原子が酸素原子または窒素原子である3価以上の多価有機基である。上記末端基(Y2B)または連結基(Z)と結合する酸素原子または窒素原子は、上記末端基(Y2B)または連結基(Z)以外とは、メチレン基または2価の芳香族性炭素基と結合している。なおこのメチレン基または2価の芳香族炭素基に含まれる任意の水素原子は、炭素数1〜12の一価の炭化水素基と置き換えられていてもよい。核部(X)の炭素数は通常1〜200の範囲であるが、好ましくは1〜100であり、より好ましくは1〜30、さらに好ましくは2〜20である。
核部(X)の価数は、上述のように3以上であるが、3〜12価であることが好ましく、3〜8価であることがより好ましい。末端基(Y2B)または連結基(Z)と結合する原子は、上述のように酸素原子または窒素原子から選択されるが、酸素原子であることが好ましい。核部(X)としては、歯科材料用多官能モノマーの核部(X)として例示した上記一般式(6a)〜(6j)で示される基が挙げられる。
[末端基(Y2B)]
末端基(Y2B)は、歯科材料用多官能モノマーに含まれる(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)として記載された上記一般式(9)で示される(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)、(メタ)アクリロイル基、または炭素数1〜20の炭化水素基であり、複数ある末端基(Y2B)は同一でも異なっていてもよく、ただし、一般式(8B)で示される化合物中のすべての末端基(Y2B)のうち、1以上は(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)でありかつ1以上は水素原子である。
上記一般式(9)で示される(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)としては、例えば、歯科材料用多官能モノマーに含まれる(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)の具体例として例示された、上記一般式(9a)〜(9f)で示される基が挙げられる。
末端基(Y2B)は、上述のように上記一般式(9)で示される(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)、(メタ)アクリロイル基、炭素数1〜20の炭化水素基、または水素原子であるが、(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)または水素原子であることが好ましい。
[連結基(Z)]
連結基(Z)は歯科材料用多官能モノマーに含まれる連結基(Z)として記載された一般式(2)で示される2価の基と同一であり、上記一般式(8B)で示される化合物中に連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい。
一般式(2)中のn2a、n2b、n2c、およびn2dの定義および好適態様は、歯科材料用多官能モノマーの場合と同様である。なお、歯科材料用水酸基含有モノマーの場合、一般式(2)で示される基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2B)と結合している。
上記一般式(2)中の−C24O−で示される繰り返し単位に関する説明、−C36O−で示される繰り返し単位に関する説明、−C48O−で示される繰り返し単位に関する説明、−CO(CH25O−で示される繰り返し単位に関する説明については、歯科材料用多官能モノマーの場合と同様である。
連結基(Z)は歯科材料用多官能モノマーに含まれる連結基(Z)の好適例として記載された上記一般式(4)で示される2価の基であることが好ましい。上記一般式(8B)で示される化合物中に連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい。
一般式(4)中のn4a、n4bおよびn4cの定義および好適態様は、歯科材料用多官能モノマーの場合と同様である。なお、歯科材料用水酸基含有モノマーの場合、一般式(2)で示される基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2B)と結合している。上記一般式(4)中の各繰り返し単位に関する説明は、上記一般式(2)中の各繰り返し単位の説明と同一である。
連結基(Z)は歯科材料用多官能モノマーに含まれる連結基(Z)の好適例として記載された上記一般式(5)で示される2価の基であることがより好ましい。上記一般式(8B)で示される化合物中に連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい。
上記一般式(5)中のn5aおよびn5bの定義および好適態様は、歯科材料用多官能モノマーの場合と同様である。なお、歯科材料用水酸基含有モノマーの場合、一般式(2)で示される基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2B)と結合している。上記一般式(5)中の各繰り返し単位に関する説明は、上記一般式(2)中の各繰り返し単位の説明と同一である。
連結基(Z)のより具体的な例は、としては、繰り返し単位がオキシエチレン単位のみから構成されているもの(一般式(5)において、n5bが0であり、n5aが1〜100、好ましくは1〜20のもの)、オキシプロピレン単位のみから構成されているもの(一般式(5)において、n5aが0であり、n5bが1〜100、好ましくは1〜20のもの)、オキシプロピレン単位からなる重合体ブロック-オキシエチレン単位からなる重合体ブロック-オキシプロピレン単位からなる重合体ブロックのブロック構造になっているもの(一般式(5)において、下記(5')の構造で連結した構造をもっているもの)等を挙げることができる。
Figure 2018181710
上記一般式(5')中、n5a1、n5a2およびn5bは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ1〜100であり、好ましくは1〜20である。n5a1、n5a2およびn5bの合計は、1〜100であり、好ましくは1〜20である。上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2B)と結合しており、括弧内のオキシプロピレン重合体ブロック、オキシエチレン重合体ブロックはこの順に結合している。上記一般式(5')中の各繰り返し単位に関する説明は、上記一般式(2)中の各繰り返し単位の説明と同一である。
[歯科材料用水酸基含有モノマーの製造法]
本発明の歯科材料用多官能モノマーは、例えば、下記核部(X)と下記末端基(Y1B)とが直接または下記連結基(Z)を介して結合している下記一般式(1B)で示される化合物中の活性プロトンの少なくとも1つが、下記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物中のイソシアネート基と反応し、対応するカーバメート基もしくはウレア基が生成することにより得られる。ただし、上記の活性プロトン中、少なくとも1つの活性プロトンは未反応で残存する。ここで言う活性プロトンとは、アルコール性酸素およびアミン性窒素に結合する、イソシアネートとの実用的速度での反応性を有する水素原子を指す。
本発明の歯科材料用多官能モノマーの製造条件は、例えば、下記核部(X)と下記末端基(Y1B)とが直接または下記連結基(Z)を介して結合している下記一般式(1B)で示される化合物を含む原料と、下記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物を含む原料との、(下記一般式(3)で示される化合物に含まれるイソシアネート基の数)/(下記一般式(1B)で示される化合物に含まれる酸素原子および窒素原子に結合した活性プロトンの数)(以下製造時の反応比率と記述する)<1の比率での反応である。この際、上記製造時の反応比率は、(1/(下記一般式(1B)で示される化合物に含まれる酸素原子および窒素原子と結合した活性プロトンの数(化合物'(1B)1分子中の平均活性プロトン数))以上であることが好ましい。この場合、反応量論比的には、下記一般式(1B)で示される化合物中の活性プロトンの一部は、反応生成物に残存することとなる。
下記一般式(1B)で示される化合物を含む原料中の活性プロトンのモル数は、公知の分析方法、例えば水酸基価の測定、具体的にはJIS K 0070−1992、JIS K 1557-1-2007、ISO 14900-2001及びこれらに準拠した方法等より、計算により求めることができる。また、下記一般式(3)で示される化合物に含まれるイソシアネート基のモル数は、公知の分析方法、例えばNCO価の測定、具体的にはJIS K 7301-1995、JIS K 1603-2007、JIS K 1556-2006、ISO 14896-2006及びこれらに準拠した方法等より、計算により求めることができる。
Figure 2018181710
上記一般式(1B)中、n1aBは核部(X)に直接結合している末端基(Y1B)の数を示し、n1bBは核部(X)に連結基(Z)を介して結合している末端基(Y1B)の数を示し、n1aBおよびn1bBの和は、核部(X)の価数に等しい。n1aBおよびn1bBは0以上の整数であり、その和が3以上であればその組み合わせには特に制限がない。組み合わせの一例としては、n1aBが0であれば、n1bBは3以上の整数となり、この場合は、全ての末端基(Y1B)は核部Xに連結基(Z)を介して結合している。また、別の組み合わせの一例としては、n1bBが0であれば、n1aBは3以上の整数となり、この場合は、全ての末端基(Y2B)は核部Xに直接結合している。核部(X)および連結基(Z)の説明は、上述一般式(8B)に対する説明のとおりである。
[末端基(Y1B)]
末端基(Y1B)は、(メタ)アクリロイル基、炭素数1〜20の1価の炭化水素基、または水素原子であり、複数あるY1Bは同一でも異なっていてもよい。ただし、上記一般式(1B)で示される化合物中に含まれる末端基(Y1B)のうち2以上は水素原子である。末端基(Y1B)は、(メタ)アクリロイル基、または水素原子であることが好ましく、水素原子のみで構成されることがより好ましい。
[一般式(1B)の化合物の具体的な例]
一般式(1B)の化合物としては、例えば、歯科材料用多官能モノマーの製造に用いられる一般式(1A)の化合物の具体的な例として例示された、上記一般式(6’a)〜(6’h)で示される多価アルコールが挙げられる。
なお、一般式(6’g)中のn6'gの定義および好適例は一般式(1A)の化合物の場合と同様である。
また、一般式(1B)の化合物の別の例としては、例えば、歯科材料用多官能モノマーの製造に用いられる一般式(1A)の化合物の具体的な例として例示された、上記一般式(6’i)〜(6’k)で示されるポリオールが挙げられる。
一般式(6’i)、(6’j)、および(6’k)中のn6'i-a、n6'j-a、およびn6'k-aの定義および好適態様、一般式(6’i)および(6’j)中のn6'i-bおよびn6'j-bの定義および好適態様、上記一般式(6’k)中のn6'k-bおよびn6'k-cの定義および好適態様、一般式(6’i)、(6’j)、および(6’k)中のXの定義および具体例は歯科材料用多官能モノマーの製造に用いられる一般式(1A)の化合物の場合と同様である。
これらオキシエチレン単位、オキシプロピレン単位等の繰り返し単位を分子内に有するポリオールは、ポリウレタン等の材料として、既に産業界で広く用いられているものもある。製造法は特に限定されないが、一般式(6’a)〜(6’h)に示すようなポリオールに対して、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等を公知の方法で付加させることで得られる。
[(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物]
Figure 2018181710
上記一般式(3)中、R3aは水素原子またはメチル基を示し、R3bは、炭素数2〜6の直鎖アルキレン基、または炭素数2〜6の直鎖オキシアルキレン基を示し、該直鎖アルキレン基または該直鎖オキシアルキレン基に含まれる水素原子は炭素数1〜6のアルキル基または(メタ)アクリロイルオキシメチレン基で置換されていてもよい。
上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物の具体的な例としては、歯科材料用多官能モノマーの製造に用いられる一般式(3)で示されたる化合物の好適例として記載された上記一般式(3a)〜(3f)で示される化合物からなる群より選択される少なくとも1つを挙げることができる。
これらの(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。
[反応条件]
本発明の歯科材料用水酸基含有モノマーは、上述のように上記一般式(1B)で示される化合物と、上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物を反応することにより得られるが、その反応は、公知または公知に準ずる方法により行うことができる。
例えば、上記一般式(1B)で示される化合物と上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物とを混和させることによって、本発明の歯科材料用水酸基含有モノマーを得ることができる。この際、上記一般式(1B)で示される化合物中の水酸基もしくはアミノ基と、上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物中のイソシアネート基が反応することにより、カルバモイル基もしくはウレア基が生成する。このような反応は、ウレタン化反応と呼ばれることがある。
反応の際には、触媒を添加してもよいし、また添加しなくてもよいが、反応速度を向上させるために、触媒を添加することが好ましい。該触媒としては、ウレタン化反応を加速する公知の触媒を使用できる。
ウレタン化触媒の具体例は、歯科材料用多官能モノマーを製造する場合と同様である。これらの中でも、少量で反応が進行し、ジイソシアネート化合物に対して選択性が高い、ジブチルスズジラウレートおよびオクタン酸スズが好ましい。
ウレタン化触媒を使用する場合には、上記一般式(1B)で示される化合物と上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物の合計重量100重量部に対して、0.001〜0.5重量部を添加することが好ましく、0.002〜0.3重量部を添加することがより好ましく、0.01〜0.3重量部を添加することがさらに好ましく、0.01〜0.2重量部を添加することがさらに好ましく、0.05〜0.2重量部を添加することがさらに好ましい。上記下限値を下回る添加量では、触媒の効果が小さくなり、反応時間が著しく長くなる可能性があり、上記上限値を超える添加量では、触媒効果が過大となり、多量の反応熱が発生し温度制御が困難になることがある。該触媒は反応の開始時に全量投入してもよく、必要に応じて逐次もしくは分割して反応系に投入してもよい。このような逐次もしくは分割された触媒の投入は、反応初期の多量の反応熱の発生を抑制するため、反応温度の制御をより容易にする。
反応温度に関しては、特に制限はないが、0〜120℃であることが好ましく、20〜100℃であることがより好ましく、40〜80℃であることがさらに好ましい。上記下限値を下回る温度で反応を実施すると、反応速度が極度に低下するため、反応の完結までに非常に長い時間を要し、場合によっては反応が完結しない恐れがある。一方、上記上限値を超える温度で反応を実施すると、副反応により不純物が生成する恐れがある。このような不純物は、製造された歯科材料用歯科材料用水酸基含有モノマーの着色原因となることがある。
前述の好ましい温度範囲における安定的な製造を行う点からは、反応温度は制御されていることが好ましい。通常、ウレタン化反応は発熱反応であるので、その発熱量が大きく、反応物の温度が好ましい反応温度範囲を超えて上昇する恐れがある場合、冷却を行う場合がある。また、反応がほぼ完結し、反応物の温度が好ましい反応温度範囲を超えて低下する恐れがある場合、加熱を行う場合がある。
本発明の歯科材料用水酸基含有モノマーは重合活性を有する。従って、その製造中において、高い温度に晒された際に意図しない重合反応が進行する可能性がある。そのような意図しない重合反応を防止するために、反応を開始する前または反応中に公知の重合禁止剤を添加することができる。重合禁止剤は、本発明の歯科材料用水酸基含有モノマーの製造をする際に(メタ)アクリロイル基の意図しない重合を抑制できれば特に限定されず、その具体例および好適例は歯科材料用多官能モノマーを製造する場合と同様である。添加する重合禁止剤の量は特に限定されないが、上記一般式(1B)で示される化合物と上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物の合計重量100重量部に対して、0.001〜0.5重量部を添加することが好ましく、0.002〜0.3重量部を添加することがより好ましく、0.005〜0.3重量部を添加することがさらに好ましく、0.005〜0.1重量部を添加することがさらに好ましく、0.01〜0.1重量部を添加することがさらに好ましい。上記下限値を下回る添加量では、重合禁止剤として能力を発揮できない可能性があり、上記上限値を超える添加量では、歯科材料用水酸基含有モノマーの用途である歯科材料として使用した際に、硬化速度が極度に遅くなり、実用性に制限が加えられる場合がある。
ウレタン化反応の際に、溶媒を使用してもよい。溶媒は、上記一般式(1B)で示される化合物と上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物に対する反応性が実用上なく、反応を阻害せず、また、原料および生成物を溶解させるものであれば、特に限定されない。また、溶媒を使用せずに反応を行ってもよい。上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物は、通常、低粘度の液体であるため上記一般式(1B)で示される化合物と混和することができ、溶媒を使用せずに反応を行うことができる。
上記一般式(1B)で示される化合物と上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物を混和する方法については、特に限定されない。例えば、反応容器中の上記一般式(1B)で示される化合物に対して、上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物の投入量を制御しながら添加して混和する方法、反応容器中の上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物に対して、上記一般式(1B)で示される化合物の投入量を制御しながら添加して混和する方法、反応容器に対して、上記一般式(1B)で示される化合物と上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物とを同時に投入量を制御しながら添加して混和する方法などがある。このような混和方法によれば、ウレタン化反応により発生する熱量を適切な範囲に制御できるので、反応中の温度制御が容易になる。また、上記一般式(1B)で示される化合物と上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物とを反応容器に全量入れた後に昇温を行うことによりウレタン化反応を行う方法を採用することもできる。反応時には、反応熱により急激に反応温度が上昇することがあるので、適宜冷却による温度制御が必要となる場合がある。
酸素は、(メタ)アクリロイル基を含む化合物の重合禁止剤として有効である。そのため、反応の際に、意図しない(メタ)アクリロイル基の重合を防止するために、反応器の中に酸素を導入することがある。酸素導入の具体的態様、好適態様については、歯科材料用多官能モノマーを製造する場合と同様である。
ウレタン化反応時に水が系中の不純物として存在すると、上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物と水とが反応することにより、意図しない不純物を生じる恐れがある。したがって、ウレタン化反応する際に反応系中には、極力水が存在しないことが好ましい。
そのため、上記一般式(1B)で示される化合物に含有される水分量は極力少ないことが好ましく、具体的には上記一般式(1B)で示される化合物に対して、水分量が、0.5重量%以下であることが好ましく、0.3重量%以下であることがより好ましく、0.1重量%以下であることがさらに好ましい。上記一般式(1B)で示される化合物に含有される水分量が上記値を超える場合は、公知の方法で水を取り除いた後に、本発明の歯科材料用水酸基含有モノマーの原料に供することが好ましい。また、ウレタン化反応を行う反応容器内は、公知の方法で乾燥させて、水を除去することが好ましい。
[歯科材料用水酸基含有モノマーを含有する歯科材料用モノマー組成物]
本発明の第2態様である歯科材料用水酸基含有モノマーは、他の成分、例えば歯科材料用に好適な多官能モノマー以外の成分を配合することによって、歯科材料用モノマー組成物として用いることができる。この歯科材料用モノマー組成物は、後述する歯科材料に配合されうる本発明の第2態様の歯科材料用水酸基含有モノマー以外の重合可能なモノマー(例えば、本発明の水酸基含有モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマー)を含有してもよい。
本発明の第2態様である歯科材料用モノマー組成物において、例えば、本発明の第2態様である歯科材料用水酸基含有モノマーの含有量を歯科材料用モノマー組成物全体に対して1.0質量%以上(10質量%以上、50質量%以上、80質量%以上、90%質量以上等)としてよく、100質量%以下(99質量%以下、90質量%以下、80質量%以下、50%質量以下、10質量%以下等)としてもよい。
本発明の第2態様の歯科材料用モノマー組成物は、復帰突然変異試験において陰性を示すものであってることが望ましい。復帰突然変異試験(Ames試験)の試験方法は、上述の本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物の復帰突然変異試験の方法において、本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物を本発明の第2態様の歯科材料用モノマー組成物に置き換えて、同様の手順で行う。
(NRU法による細胞試験)
本発明の第2態様の歯科材料用モノマー組成物は、Balb/3T3細胞を用いるNRU法による細胞試験において、相対細胞生存率が一定の範囲内であってもよい。該細胞試験は、上述のNRU法による細胞試験において、本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物を本発明の第2態様の歯科材料用モノマー組成物に置き換えて、同様の手順で行う。また、被験組成物に含まれる被験物質(歯科材料用モノマー組成物に含まれる歯科材料用水酸基含有モノマー)の試験液中の濃度、歯科材料用モノマー組成物の相対細胞増殖率(%)は、上述の本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物の場合におけるものと同様であってよい。
(WST法による細胞試験)
本発明の第1態様の多官能モノマーの歯科材料は、Balb/3T3細胞を用いるWST法による細胞試験において、相対細胞増殖率が一定の範囲内であってもよい。該細胞試験は、上述のWST法による細胞試験において、本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物を本発明の第2態様の歯科材料用モノマー組成物に置き換えて、同様の手順で行う。また、被験組成物に含まれる被験物質(歯科材料用モノマー組成物に含まれる歯科材料用水酸基含有モノマー)の試験液中の濃度、歯科材料用モノマー組成物の相対細胞増殖率(%)は、上述の本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物の場合におけるものと同様であってよい。
[歯科材料用水酸基含有モノマーを含有する歯科材料]
本発明の第2態様である歯科材料用水酸基含有モノマーは、歯科材料の原料として好適である。本発明の歯科材料用水酸基含有モノマーに対して、本発明の歯科材料用水酸基含有モノマー以外の成分(例えば、本発明の歯科材料用水酸基含有モノマー以外の重合可能なモノマー(本発明の水酸基含有モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマー、エポキシ基を含有するモノマー等)を配合することによって、本発明の歯科材料用水酸基含有モノマーを含有する歯科材料を製造することができる。
[本発明の歯科材料用水酸基含有モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマー]
本発明の歯科材料用水酸基含有モノマー以外の成分の一例としては、本発明の水酸基含有モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマーを挙げることができる。
上記の本発明の水酸基含有モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマーは、分子中に(メタ)アクリレート基を1つ以上含む。含有される重合性基の数は、1つでもよいし、2つ以上でもよい。
上記の本発明の水酸基含有モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマーは、1種の化合物で構成されてもよいし、2種以上の化合物の混合物で構成されてもよい。
重合性基を1つだけ有する上記の水酸基含有モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマーとしては、例えば、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得るモノマーとして例示された上記一般式(21)で示されるモノマーが挙げられる。(ただし、一般式(21)で示されるモノマーのうち、本発明の歯科材料用水酸基含有モノマーに該当するモノマーは除く。)。
一般式(21)のR21bとなり得る一価の有機基の具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る一般式(21)で示されるモノマーの場合と同様である。
上記一般式(21)で示されるメタクリロイル基を有する化合物の具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る一般式(21)で示されるモノマーの場合と同様である。
上記一般式(21)で示されるアクリロイル基を有する化合物の具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る一般式(21)で示されるモノマーの場合と同様である。
重合性基を2つ以上有する上記の本発明の水酸基含有モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマーとしては、例えば、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る歯科材料用多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマーとして例示された上記一般式(22)で示されるモノマーが挙げられる(ただし、一般式(22)で示されるモノマーのうち、本発明の歯科材料用水酸基含有モノマーに該当するモノマーは除く。)。
一般式(22)のR22cとなり得る二価の有機基の具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられる一般式(22)で示されるモノマーの場合と同様である。
上記一般式(22)で示されるモノマーのうち、好適なモノマーの一例としては、上記R22cが炭素数2〜20、望ましくは炭素数4〜12の直鎖アルキレン基であるモノマーが挙げられる。
上記好適なモノマーであり、メタクリロイル基を有する化合物の具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る一般式(22)で示されるモノマーの場合と同様である。
上記好適なモノマーであり、アクリロイル基を有する化合物の具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る一般式(22)で示されるモノマーの場合と同様である。
また、上記一般式(22)で示されるモノマーのうち、好適なモノマーの他の例としては、上記R22Cが炭素数2〜20、望ましくは炭素数4〜12の直鎖オキシアルキレン基であるモノマーが挙げられる。
上記好適なモノマーであり、メタクリロイル基を有する化合物の具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る一般式(22)で示されるモノマーの場合と同様である。
上記好適なモノマーであり、アクリロイル基を有する化合物の具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る一般式(22)で示されるモノマーの場合と同様である。
さらに、上記一般式(22)で示されるモノマーのうち、好適なモノマー他の例として、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得るモノマーとして例示された上記一般式(23)で示されるカルバモイル基を有するモノマーを挙げることができる。
一般式(23)のR23cおよびR23dとなり得る二価の有機基の具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る一般式(23)で示されるモノマーの場合と同様である。
一般式(23)のR23eとなり得る酸素を含有してもよい炭素数1〜20の二価の有機基の具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る一般式(23)で示されるモノマーの場合と同様である。
上記一般式(23)で示されるアクリロイル基を有する化合物の具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る一般式(23)で示されるモノマーの場合と同様である。
上記一般式(23)で示される(メタ)アクリロイル基を有する化合物の好適な別の例として例示される化合物は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る上記一般式(24a)〜(24e)で示される化合物からなる群より選択される少なくとも1つである。
また、好ましい上記一般式(22)で示されるモノマーの別の例として例示される化合物は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る上記一般式(25)のモノマーを挙げることができる。
上記一般式(25)のR25eとなり得る酸素を含有してもよい炭素数1〜20の二価の有機基の具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る一般式(25)で示されるモノマーの場合と同様である。
上記一般式(25)で示されるメタクリロイル基を有する化合物の具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る一般式(25)で示されるモノマーの場合と同様である。
上記一般式(25)で示されるアクリロイル基を有する化合物の具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得る一般式(25)で示されるモノマーの場合と同様である。
また本発明の歯科材料用水酸基含有モノマーを含有する歯科材料を歯科用接着材の用途に使用する場合などには、上記本発明の水酸基含有モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマーとして、接着の機能を発揮するモノマーが含有されていることが好ましい。このような接着の機能を発揮する本発明の水酸基含有モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマーとして、例えば、メタクリロイル基およびアクリロイル基から選ばれる少なくとも1つの重合性基と酸性基を有するモノマーが挙げられる。酸性基として、例えば、リン酸残基、ピロリン酸残基、チオリン酸残基、カルボン酸残基およびスルホン酸残基等が挙げられる。
メタクリロイル基とリン酸残基とを有するモノマーの具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得るメタクリロイル基とリン酸残基とを有するモノマーの具体例と同様である。
アクリロイル基とリン酸残基とを有するモノマーの具体例は、歯科材料用多官能モノマーとともに用いられ得るアクリロイル基とリン酸残基とを有するモノマーの具体例と同様である。
メタクリロイル基とピロリン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、ピロリン酸ジ(2−メタクリロイルオキシエチル)およびこれらの酸塩化物などが挙げられる。
アクリロイル基とピロリン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、ピロリン酸ジ(2−アクリロイルオキシエチル)およびこれらの酸塩化物などが挙げられる。
メタクリロイル基とチオリン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、2−メタクリロイルオキシエチルジハイドロジェンジチオホスフェート、10−メタクリロイルオキシデシルジハイドロジェンチオホスフェート、およびこれらの酸塩化物などが挙げられる。
アクリロイル基とチオリン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、2−アクリロイルオキシエチルジハイドロジェンジチオホスフェート、10−アクリロイルオキシデシルジハイドロジェンチオホスフェート、およびこれらの酸塩化物などが挙げられる。
メタクリロイル基とカルボン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、4−メタクリロイルオキシエトキシカルボニルフタル酸、5−メタクリロイルアミノペンチルカルボン酸および11−メタクリロイルオキシ−1,1−ウンデカンジカルボン酸、およびこれらの酸塩化物または酸無水物等が挙げられる。
アクリロイル基とカルボン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、4−アクリロイルオキシエトキシカルボニルフタル酸、5−アクリロイルアミノペンチルカルボン酸および11−アクリロイルオキシ−1,1−ウンデカンジカルボン酸、およびこれらの酸塩化物または酸無水物等が挙げられる。
メタクリロイル基とスルホン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、2−スルホエチルメタクリレート、および2−メタクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸などが挙げられる。
アクリロイル基とスルホン酸残基とを有するモノマーとしては、例えば、2−スルホエチルアクリレート、および2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸などが挙げられる。
[重合開始剤]
本発明の第2態様の歯科材料に含まれる本発明の歯科材料用水酸基含有モノマー以外の成分の別の一例としては、重合開始剤を挙げることができる。重合開始剤の具体例、好適例などについては、本発明の第1態様の歯科材料に含まれ得る重合開始剤と同様である。
重合開始剤または光重合開始剤は単独でまたは2種以上を適宜組み合わせて用いることができ、配合量は、歯科材料100重量部に対して、通常0.01〜20重量部、好ましくは0.1〜5重量部の範囲で使用される。
[フィラー]
本発明の第2態様の歯科材料に含まれる本発明の歯科材料用水酸基含有モノマー以外の成分の別の一例としては、フィラーを挙げることができる。フィラーの具体例、好適例などについては、本発明の第1態様の歯科材料に含まれ得るフィラーと同様である。
これらのフィラーは歯科材料の用途に応じて、適宜添加することができる。これらフィラーを使用する場合は、これらのフィラーは1種単独でまたは2種類以上を組み合わせて適宜用いられる。フィラーの配合量の好ましい範囲は、用途によって異なる。例えば、歯科用接着材のひとつである歯科用ボンディング材用途の場合には、その稠度を調整するために、歯科材料100重量部中に、0.1〜5重量部程度含有されることがある。また、別の例として、歯科用接着剤のひとつである歯科用接着セメントの場合には、機械的強度の向上と稠度の調整のために、歯科材料100重量部中に、30〜70重量部程度含有されることがある。また、別の例として、歯科用接着剤のひとつである歯科用接着性コンポジットレジンの場合には、機械的強度の向上と稠度の調整のために、歯科材料100重量部中に、50〜90重量部程度含有されることがある。
[その他の成分]
本発明の第2態様の歯科材料は、上述の本発明の歯科材料用水酸基含有モノマー、本発明の水酸基含有モノマー以外の重合可能なモノマー(例えば、本発明の水酸基含有モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマー、エポキシ基を有するモノマー)、重合開始剤、およびフィラー以外の成分を、目的に応じて適宜含んでもよい。例えば、保存安定性を向上させるために既に上述した重合禁止剤を含んでもよい。また、色調を調整するために、公知の顔料、染料等の色素を含みうる。さらに、硬化物の強度を向上させるために、公知のファイバー等の補強材を含んでもよい。その他、必要に応じて、アセトン、エタノール、水等の溶媒も含んでもよい。
[各成分の比率]
本発明の第2態様である歯科材料用水酸基含有モノマーの歯科材料への配合量は特に制限されないが、例えば0.1〜99%の範囲である。好ましい配合量は、その歯科材料用の用途によって異なる場合もあるが、例えば重合性モノマー成分(上記の歯科材料用水酸基含有モノマーと上記の歯科材料用水酸基含有モノマー以外の重合可能なモノマー(例えば、本発明の水酸基含有モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマー、エポキシ基を有するモノマー)中に1〜50重量%、より好ましくは1〜40重量%、さらに好ましくは3〜30重量%配合される。特に、歯科材料の用途が、歯科用接着材(ボンディング材)、歯科用プライマーである場合、水酸基含有モノマーの配合量は、重合性モノマー成分中1〜50重量%であることが好ましく、1〜40重量%であることがより好ましい。歯科材料の用途が、歯科用接着材(接着レジンセメント、充填用接着コンポジットレジン)、歯牙裂溝封鎖材である場合、水酸基含有モノマーの配合量は、重合性モノマー成分中1〜50重量%であることが好ましく、1〜20重量%であることがより好ましい。
(復帰突然変異試験)
本発明の第2態様の歯科材料用水酸基含有モノマーの歯科材料は、復帰突然変異試験において陰性を示すものであることが望ましい。復帰突然変異試験(Ames試験)の試験方法は、上述の復帰突然変異試験の方法において、本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物を本発明の第2態様の歯科材料用水酸基含有モノマーの歯科材料に置き換えて、同様の手順で行う。
(NRU法による細胞試験)
本発明の第2態様の歯科材料用水酸基含有モノマーの歯科材料は、Balb/3T3細胞を用いるNRU法による細胞試験において、相対細胞生存率が一定の範囲内であってもよい。該細胞試験は、上述のNRU法による細胞試験において、本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物を本発明の第2態様の歯科材料用水酸基含有モノマーの歯科材料に置き換えて、同様の手順で行う。また、被験材料に含まれる被験物質(歯科材料に含まれる歯科材料用水酸基含有モノマー)の試験液中の濃度、歯科材料の相対細胞増殖率(%)は、上述の本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物の場合におけるものと同様であってよい。
(WST法による細胞試験)
本発明の第2態様の歯科材料用水酸基含有モノマーの歯科材料は、Balb/3T3細胞を用いるWST法による細胞試験において、相対細胞増殖率が一定の範囲内であってもよい。該細胞試験は、上述のWST法による細胞試験において、本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物を本発明の第2態様の歯科材料用水酸基含有モノマーの歯科材料に置き換えて、同様の手順で行う。また、被験材料に含まれる被験物質(歯科材料に含まれる歯科材料用水酸基含有モノマー)の試験液中の濃度、歯科材料の相対細胞増殖率(%)は、上述の本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物の場合におけるものと同様であってよい。
[歯科材料の製造方法]
上述の本発明の第2態様である歯科材料用水酸基含有モノマー、該水酸基含有モノマー以外の重合可能なモノマー(例えば、本発明の水酸基含有モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマー、エポキシ基を有するモノマー)、重合開始剤、フィラー、その他の成分等を混和し、本発明の第2態様の歯科材料を製造する方法については、公知の方法であれば特に制限を受けない。
[硬化物]
本発明の第2態様の歯科材料は、前述の重合開始剤の重合方式にあわせ適切な条件で硬化することができる。例えば、可視光照射による光重合開始剤を含有している本発明の第2態様の歯科材料の場合は、該歯科材料を所定の形状に加工したのち、公知の光照射装置を用いて所定の時間可視光を照射することにより、所望の硬化物を得ることができる。照射強度、照射強度等の条件は、歯科材料の硬化性に合わせて適切に変更することができる。また、可視光をはじめとした、光照射により硬化した硬化物を、さらに適切な条件で熱処理をすることにより、硬化物の機械的物性を向上させることもできる。また、別の例として、加熱による重合開始剤を含有している本発明の第2態様の歯科材料の場合は、該歯科材料を所定の形状に加工したのち、適切な温度及び時間加熱することにより、所望の硬化物を得ることができる。
以上のようにして得られる上述の本発明の第2態様の歯科材料の硬化物が、歯科治療用途に用いられることもある。
[用途]
本発明における第2態様の歯科材料は、歯科治療用途に好適に用いることができ、例えば、充填用コンポジットレジン、歯冠用硬質レジン、義歯床用レジン、義歯床用裏装材、印象材、歯科用接着材(歯列矯正用接着材、ボンディング材、接着レジンセメント、充填用接着コンポジットレジン、およびレジン添加型グラスアイオノマーセメント)、歯科用プライマー、歯牙裂溝封鎖材、CAD/CAM用レジンブロック、テンポラリークラウン、および人工歯材料等を挙げることができる。本発明における歯科材料用水酸基含有モノマーは、歯科治療の際に歯質との接着強度を向上させる機能を有しているため、特に歯科用接着材、および歯科用プライマー用途に好適である。
本発明における第2態様の歯科材料が、特に歯科用接着材、および歯科用プライマー用途に好適である詳細な理由は不明であるが、本発明における第2態様の歯科材料用水酸基含有モノマーは、上記説明のように分子中に水酸基と(メタ)アクリロイル基の両方の基を含有しており、歯質表面へ水酸基を介した相互作用および(メタ)アクリロイル基を介したレジンマトリックスへの結合の両方の機能を併せ持っていると推察される。また、本発明における第2態様の歯科材料用水酸基含有モノマーは分子中にカーバメート構造を有している。カーバメート構造はいわゆるウレタンポリマー中おいて、その凝集作用によりウレタンポリマーに高い機械物性を与える効果を示すことで知られているが、本発明における第2態様の歯科材料用水酸基含有モノマーの分子中に含有されるカーバメート構造も、本発明における第2態様の歯科材料の硬化後の強度に好ましい影響を与えている可能性がある。一般的に接着層の強度向上は、その接着特性に対して好ましい影響を与える。
[使用方法]
本発明の第2態様の歯科材料の使用方法は、歯科材料の使用法として一般に知られているものであれば、特に制限されない。例えば、本発明の第2態様の歯科材料をボンディング材として使用する場合は、口腔内の窩洞に該歯科材料を塗付したのち、必要に応じて乾燥し、また必要に応じて公知の光照射装置を用いて光硬化させたのち、充填用コンポジットレジンを充填する。
また、例えば、本発明の第2態様の歯科材料を接着レジンセメントとして使用する場合は、補綴物に対して、必要に応じて歯面および補綴物被接着面をプライマー処理したのち、本発明の第2態様の歯科材料を塗付し、口腔内の所定の場所に補綴物を圧着させる。
また、例えば、本発明の第2態様の歯科材料を歯質用のプライマーとして使用する場合は、口腔内の窩洞に該歯科材料を塗付したのち、必要に応じて乾燥し、また必要に応じて公知の光照射装置を用いて光硬化させたのち、接着セメントを塗付してある補綴物を窩洞に対して圧着する。
また、例えば、本発明の第2態様の歯科材料を充填用接着コンポジットレジンとして使用する場合は、口腔内の窩洞に該歯科材料を直接充填したのち、公知の光照射装置を用いて光硬化させることにより、目的を達成できる。
[キット]
本発明の第2態様のキットは上記歯科材料を含む。本発明の第2態様のキットは、上記歯科材料の各成分を1剤として充填したキット、重合形式、および保存安定性等を勘案して、上記歯科材料の各成分を2剤以上に分けて充填した複数の剤からなるキットなどが挙げられる。なお、本発明のキットには、本発明の第2態様の歯科材料以外の、同時に使用する他の歯科材料が含まれていてもよい。かかるキットは、ボンディング材、接着セメント、プライマー、接着コンポジットレジンなどの用途に用いられる。
以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
以下、本発明の第1態様に関する実施例および比較例等である。
[製造例1A]
撹拌羽根、温度計および還流管を備えた100ミリリットル四つ口フラスコ内に、下記表1Aに記載の構造式を持つポリオール(三井化学株式会社製アクトコール(登録商標)、平均分子量1000、水酸基価168mgKOH/g)50.0g(OH基;0.150mol)とジブチル錫ジラウレート(和光純薬工業株式会社製)0.073g(反応全基質重量に対して1000ppm)および2,6−t−ブチル−4−メチルフェノール(和光純薬工業株式会社製)を0.073g(反応全基質重量に対して1000ppm)を添加し、60℃に昇温した。続いて、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工株式会社製、カレンズMOI(登録商標))23.3g(0.150mol)を10分かけて滴下した。75−85℃となるように反応温度を保ち、5時間反応を行った。反応生成物の赤外吸収スペクトルIR(パーキンエルマー社製,Spectrum Two)を測定したところ、2267cm-1のイソシアネート由来の振動が消失していることを確認した。反応器から排出することにより、下記表1Aの構造式を有するウレタンメタクリル系多官能モノマー1Aを含む生成物71.2gが得られた。生成物の一部を採取し、JIS K 0070-1992に従って水酸基価を測定したところ、1mgKOH/g以下であることを確認した。
[製造例2A〜5A]
製造例1Aに記載のポリオール代わり、表1Aに示すポリオールを用いて製造例1Aと同様の合成操作を行うことで、下記表1Aの構造式を有する多官能モノマー2A〜5Aを含む生成物を得た。
[製造例6A]
製造例1Aに記載の2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートに代わり、2−アクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工株式会社製、カレンズAOI(登録商標))を用いて製造例1Aと同様の合成操作を行うことで、下記表1Aの構造式を有する多官能モノマー6を含む生成物を得た。
Figure 2018181710
[実施例1A−1]
製造例1Aで得られた多官能モノマー1A0.37gと下記構造式を有するウレタンアクリレート化合物7A1.94g、トリエチレングリコールジメタクリレート(NKエステル3G 新中村化学工業株式会社製、以下TEGDMAと略記)0.12g(0.42mmol)を容器に入れ、均一になるまで50℃で撹拌し、重合性モノマー組成物を得た。次いで、この重合性モノマー組成物40重量部に対して、バリウムアルミニウムボロシリケートガラスフィラー(GM27884、粒径1.5μm、1.6%シラン処理品、NEC SCHOTTコンポーネンツ株式会社製)60重量部、2,4,6−トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド(IRGACURE TPO BASF社製、以下TPOと略記)0.2重量部を添加、混合し、均一なペーストの歯科材料として用いる組成物を得た。
[曲げ強度試験方法]
上記で調製した組成物を2×2×25mmのSUS製金型に充填し、カバーフィルムで上から挟んだ後、歯科用可視光線照射装置(αライトV、株式会社モリタ東京製作所製)で片面につき3分間、両面から合計6分間照射して、組成物を硬化させた。硬化物を37℃の脱イオン水中で24時間保存した後、汎用試験機(精密万能材料試験機210X、株式会社INTESCO製)を用いて支点間距離20mm、クロスヘッド速度1mm/分で3点曲げ試験を実施した。該歯科材料として用いる組成物の硬化物の曲げ試験の結果を表2Aに示す。
Figure 2018181710
[化合物7A]
[実施例1A−2]
多官能モノマー1Aの代わりに、製造例5Aで得られた多官能モノマー5Aに変更した以外は、実施例1A−1の操作に従い、歯科材料として用いる組成物を得た。さらに、実施例1A−1と同様の操作を行い、曲げ試験の結果を得た。結果を表2Aに示す。
[比較例1A−1]
製造例1Aで得られた多官能モノマー1Aを使用せずに、その使用量分をTEGDMAに置き換え、TEGDMAの量を増加させた以外は、実施例1A−1の操作に従い、歯科材料として用いる組成物を得た。さらに、実施例1A−1と同様の操作を行い、曲げ試験の結果を得た。結果を表2Aに示す。
[実施例2A−1]
ウレタンアクリレート化合物7Aの代わりにウレタンアクリレート化合物8Aを使用した以外は、実施例1A−1の操作に従い、歯科材料として用いる組成物を得た。さらに、実施例1A−1と同様の操作を行い、曲げ試験の結果を得た。結果を表2Aに示す。
Figure 2018181710
[化合物8A]
[比較例2A−1]
製造例1Aで得られた多官能モノマー1Aを使用せずに、その使用量分をTEGDMAに置き換え、TEGDMAの量を増加させた以外は、実施例1A−3の操作に従い、歯科材料として用いる組成物を得た。さらに、実施例1A−3と同様の操作を行い、曲げ試験の結果を得た。結果を表2Aに示す。
Figure 2018181710
表2A中の結果より、本発明の第1態様の歯科材料用多官能モノマーを含有する歯科材料として用いる組成物の硬化体は、従来の組成物の硬化物と比較して、破断強度および破断エネルギーが大きく向上していることがわかる。すなわち、靱性と剛性を兼ね備えた本発明の歯科材料用多官能モノマーを使用することにより、歯科材料の硬化物の強度および靱性が向上することが示唆された。
[実施例3A−1]
製造例1Aで得られた多官能モノマー1A 100重量部に対して、TPO 0.5重量部を添加し、均一になるまで室温で撹拌しモノマー溶液を得た。その後、歯科用光照射器(Translux 2Wave、ヘレウスクルツァー社製)を用いて20秒光照射を行い、赤外分光法(IR)(Spectrum Two、パーキンエルマー社製)を用いて重合率の測定を行った。その結果を表3に示す。
重合率(%)は以下の式を用いて算出した。
重合率(%)={1−(IX,C-H/IX,C=O)/(I0,C-H/I0,C=O)}×100
X,C-H:光照射後の810cm-1(アクリロイル基由来)あるいは815cm-1(メタクリロイル基由来)における吸光度
0,C-H:光照射前の上記数値
X,C=O:光照射後の1637cm-1(カルボニル基由来)における吸光度
0,C=O:光照射前の上記数値
[実施例3A−2〜3A−5]
製造例で得られた多官能モノマー2A、3A、4Aおよび6Aの重合率を、実施例3A−1と同様の手法で測定した。その結果を表3Aに示す。
[比較例3A−1]
汎用歯科材料メタクリル化合物TEGDMAの重合率を、実施例3A−1と同様の手法で測定した。その結果を表3Aに示す。
Figure 2018181710
以下、本発明の第2態様に関する実施例および比較例等である。
[製造例1B]
撹拌羽根、温度計および還流管を備えた300ミリリットル四つ口フラスコ内に、下記構造式を有するポリオール1B(三井化学株式会社製アクトコール(登録商標)、平均分子量182、水酸基価926mgKOH/g)99.0g(OH基:1.63mol)とジブチル錫ジラウレート(東京化成工業株式会社製)0.27g(反応全基質重量に対して1000ppm)および2,6−t−ブチルー4−メチルフェノール(東京化成工業株式会社製)0.14g(反応全基質重量に対して500ppm)を添加し、55℃に昇温した。続いて、2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネート(昭和電工株式会社製、カレンズMOI(登録商標))171g(1.10mol、用いたポリオール1のOHモル数に対して2/3当量)を20分かけて滴下した。80−85℃となるように反応温度を保ち、8時間反応を行った。赤外吸収スペクトルIR(パーキンエルマー社製,Spectrum Two)を測定したところ、2267cm-1のイソシアネート由来の振動が消失していることを確認した。生成物の一部を採取しJIS K 0070に従い水酸基価を測定したところ、119mgKOH/gであった。反応生成物の液体クロマトグラフィー質量分析(LC−MS分析)(日本Waters株式会社製、ACQUITY UPLC BEH C181.7μm(2.1mmx10mm)/ACQUITY UPLC H−Class−SQ Detector 2)を行ったところ、主生成物としてオキシエチレンユニットが一つ導入されたa+b+c=1の化合物1Bの分子量488と合致する質量[M−H]+:489および[M−Na]+:511が検出された。反応器から排出することにより、下記化合物1Bの構造式を有する水酸基含有モノマーを含む生成物 260gが得られた。
Figure 2018181710
[製造例2B〜5B]
製造例1Bに記載のポリオールに代わり、表1Bに示すポリオールを用いて製造例1Bと同様の合成操作を行うことで、水酸基含有モノマー2B〜5Bを含む生成物を得た。
[製造例6B]
製造例1Bに記載のポリオールに代わり、表1Bに示すポリオール6Bを用い、ポリオール6BのOHモル数に対して3/4当量のカレンズMOI(登録商標)を反応させた以外は、製造例1と同様の合成操作を行うことで、水酸基含有モノマー6Bを含む生成物を得た。
[製造例7B]
製造例1Bに記載のポリオールに代わり、表1Bに示すポリオール6Bを用い、ポリオール6BのOHモル数に対して3/4当量のカレンズMOI−EG(登録商標)を反応させた以外は、製造例1Bと同様の合成操作を行うことで、水酸基含有モノマー7Bを含む生成物を得た。
[製造例8B]
製造例1Bに記載のポリオールに代わり、表1Bに示すポリオール3Bを用い、ポリオール3BのOHモル数に対して2/3当量のカレンズMOI−EG(登録商標)を反応させた以外は、製造例1Bと同様の合成操作を行うことで、水酸基含有モノマー8Bを含む生成物を得た。
[製造例9B]
製造例1Bに記載のポリオールに代わり、表1Bに示すポリオール6Bを用い、ポリオール6BのOHモル数に対して1/2当量のカレンズMOI(登録商標)を反応させた以外は、製造例1Bと同様の合成操作を行うことで、水酸基含有モノマー9Bを含む生成物を得た。
Figure 2018181710
Figure 2018181710
[実施例1B]
製造例1Bで得られた化合物1B 10.33g (5.5重量部)とBis−GMA(ビスフェノールAジグリシジルメタクリレート:新中村化学工業株式会社製)0.50g (8.3重量部)、E4BADMA(ビスフェノールAジメタクリレートエステル4モルエチレンオキシド変性化合物 SR540、SARTOMER社製)0.26g (4.2重量部)、UDMA(2,2,4−トリメチルヘキサメチレンビス(2−カルバモイルオキシエチル)ジメタクリレート) 0.31g (5.2重量部)、ETMPTA−3EO(トリメチロールプロパントリアクリレート3モルエチレンオキシド変性化合物、共栄社化学株式会社製)0.37g (6.2重量部)、MDP(10−メタクリロイルオキシデシルジハイドロジェンホスフェート)0.37g (6.1重量部)、CQ(カンファーキノン:和光純薬工業株式会社製) 6.1mg (0.1重量部)、エチル4−(ジメチルアミノ)ベンゾエート (和光純薬工業株式会社製)0.018g(0.3重量部)、BHT(ジブチルヒドロキシトルエン:和光純薬工業株式会社製)2.0mg(0.03重量部)、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン(和光純薬工業株式会社製)0.015g(0.25重量部)、バリウムアルミニウムボロシリケートガラスフィラー(GM27884、粒径1.5μm、1.6%シラン処理品、NEC SCHOTTコンポーネンツ株式会社製)3.8g(64重量部)を容器に入れ、均一になるまで50℃で撹拌し歯科材料として用いる組成物を得た。なお、実施例1Bの組成物は、例えば、レジンとしての性能を評価するのに適した組成である。
[接着強度試験方法]
抜去した後冷凍保存した牛下顎前歯を注水下解凍し、歯根切断、抜髄処理した。これを直径25mm、深さ25mmのプラスチック製円筒容器に設置し、アクリル樹脂中に包埋した。この表面を#120、#400のエメリーペーパーを用いて湿式研磨し、唇面と平行になるようにエナメル質および象牙質平面を削り出した。
次に、これらの平面に圧縮空気を約1秒間吹き付けて乾燥した後、エナメル質あるいは象牙質の平面に直径2.38mmのプラスチック製モールド(ULTRADENT社製)を設置し、作製した組成物を2回に分けて充填した後、可視光照射装置(Translux 2Wave、ヘレウスクルツァー社製)を20秒照射し、硬化させた。その後、モールドを除去し、接着試料を作製した。試料を37℃温水中24時間保管した後、汎用試験機(精密万能材料試験機210X、株式会社INTESCO製)を用いて、牛歯のエナメル質あるいは象牙質面に平行、かつ表面に接して1.0mm/分のクロスヘッド速度で剪断負荷を掛け、牛歯表面に柱状に形成させた組成物が表面から分離する時の剪断負荷から、剪断接着強度を求めた。
得られた歯科材料として用いられる組成物の剪断試験の結果を表2Bに示す。
[比較例1B]
化合物1Bの代わりにHEMA(三菱レイヨン株式会社製、アクリエステルHO(登録商標))に変更した以外は、実施例1Bの操作に従い、歯科材料として用いられる組成物を得た。さらに、実施例1Bと同様の操作を行い、剪断試験の結果を得た。結果を表2Bに示す。
[比較例2B]
化合物1Bを添加しない以外は、実施例1Bの操作に従い、歯科材料として用いられる組成物を得た。さらに、実施例1Bと同様の操作を行い、剪断試験の結果を得た。結果を表2Bに示す。
Figure 2018181710
表2B中の結果より、本発明の第2態様の歯科材料用水酸基含有重合性モノマーは、従来の水酸基含有歯科材料用化合物と比較して、牛歯、特にエナメル質に対して接着強度が向上し高いプライマー作用を発揮することがわかる。すなわち、本発明の第2態様の歯科材料用水酸基含有重合性モノマーを使用することにより、歯質への高いプライミング能力を有する歯科材料の提供の可能性が示された。
[実施例2B]
製造例1Bで得られた化合物1B 0.40g (20重量部)、UDMA(2,2,4−トリメチルヘキサメチレンビス(2−カルバモイルオキシエチル)ジメタクリレート) 0.20g (10重量部)、TEGDMA(トリエチレングリコールジメタクリレート:新中村化学工業株式会社製NKエステル3G)0.20g (10重量部)、MDP(10−メタクリロイルオキシデシルジハイドロジェンホスフェート)0.26g (13重量部)、CQ(カンファーキノン:和光純薬工業株式会社製)0.020g (1.0重量部)、4−(ジメチルアミノ)安息香酸2−ブトキシエチル(東京化成工業株式会社製)0.020g (1.0重量部)、エタノール(超脱水:和光純薬工業株式会社製)0.60g(30重量部)、および蒸留水0.30g(15重量部)を容器に入れ、均一になるまで50℃で撹拌し歯科材料として用いる組成物を得た。なお、実施例2Bの組成物は、例えば、ボンディング材としての性能を評価するのに適した組成である。
[接着強度試験方法]
抜去した後冷凍保存した牛下顎前歯を注水下解凍し、歯根切断、抜髄処理した。これを直径25mm、深さ25mmのプラスチック製円筒容器に設置し、アクリル樹脂中に包埋した。この表面を#120、#400のエメリーペーパーを用いて湿式研磨し、唇面と平行になるようにエナメル質を削り出した。
次に、この平面に圧縮空気を約1秒間吹き付けて乾燥した後、エナメル質の平面に作成した組成物を塗布し、弱ブローの圧縮空気を吹き付け、溶媒を除去した。この表面に可視光照射装置(Translux 2Wave、ヘレウスクルツァー社製)を用いて20秒光照射した。更にこの上に直径2.38mmのプラスチック製モールド(ULTRADENT社製)を設置し、歯科用コンポジットレジン(Venus Diamond、ヘレウスクルツァー社製)を充填し、可視光照射装置を用いて20秒光照射し、硬化させた。その後、モールドを除去し、接着試料を作成した。試料を37℃温水中24時間保管した後、汎用試験機(精密万能材料試験機210X、株式会社INTESCO製)を用いて、牛歯のエナメル質に平行、かつ表面に接して1.0mm/分のクロスヘッド速度で剪断負荷を掛け、牛歯表面に柱状に形成させた組成物が表面から分離する時の剪断負荷から、剪断接着強度を求めた。
歯科材料用組成物の剪断試験の結果を表3Bに示す。
[実施例3B〜5B]
化合物1Bの代わりに、上記製造例で得られた水酸基含有モノマー3B、4B、または6Bを用いたこと以外は、実施例2Bと同様の操作を行い、歯科材料として用いる組成物の調製を行った。ついで実施例2Bと同様の試験を行い、剪断試験の結果を得た。結果を表3Bに示す。
[比較例3]
化合物1Bの代わりに、HEMA(三菱レイヨン株式会社製、アクリエステルHO(登録商標))を用いたこと以外は、実施例2Bと同様の操作を行い、歯科材料として用いる組成物の調製を行った。ついで実施例2Bと同様の試験を行い、剪断試験の結果を得た。結果を表3Bに示す。
Figure 2018181710
[実施例6B〜13B]
牛歯エナメル質の代わりに牛歯象牙質を用い、表4Bに記載の化合物を使用したこと以外は、実施例2Bと同様の操作を行い、歯科材料として用いる組成物の調製を行った。次いで実施例2Bと同様の試験を行い、剪断試験の結果を得た。結果を表4Bに示す。
[比較例4B]
化合物1Bの代わりに、HEMA(三菱レイヨン株式会社製、アクリエステルHO(登録商標))を用いたこと以外は、実施例6Bと同様の操作を行い、歯科材料として用いる組成物の調製を行った。次いで実施例2と同様の試験を行い、剪断試験の結果を得た。結果を表4Bに示す。
Figure 2018181710
表3Bおよび4Bの結果より、本発明の歯科材料用水酸基含有重合性モノマーは、従来の水酸基含有歯科材料用化合物と比較して、牛歯エナメル質及び象牙質に対して接着強度が向上し高いプライマー作用を発揮することがわかる。すなわち、本発明の歯科材料用重合性モノマーを使用することにより、歯質への高いプライミング能力を有する歯科材料の提供の可能性が示された。
近年、歯科材料用途のベースモノマーとしてコンポジットレジンの硬化体の機械強度を向上させる試みがなされている(例えば、特許文献1、2など参照)。これら組成物のいくつかは、それらの機械的特性の観点から歯科材料用製品に使用可能であると述べられている。また、近年、剛直性を有する基をモノマー中に導入することにより、歯科材料用レジンの強度が向上することが報告されている(例えば、特許文献3、特許文献4など参照)。
また、分子内にスルホン酸基と(メタ)アクリルアミド基を合わせもつ化合物(例えば、特許文献6参照。)、分子内に水酸基と(メタ)アクリルアミド基を合わせもつ化合物(例えば、特許文献7参照。)などが提案されている。
また、本発明者は、上記問題点を解決するために検討した結果、多価のアルコールもしくはポリオールと(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物との反応より、水酸基および(メタ)アクリロイル基含有のモノマーが製造できること、また水酸基および(メタ)アクリロイル基含有の該モノマーを含む歯科材料の歯質への接着性が向上することを見出し、本発明の第2態様を完成した。
Figure 2018181710
[18A] [1A]〜[17A]のいずれかに記載の歯科材料用多官能モノマーを含有する歯科材料用モノマー組成物。
[19A] 復帰突然変異試験において陰性を示す、[18A]に記載の歯科材料用モノマー組成物。
[20A] [1A]〜[17A]のいずれかに記載の歯科材料用多官能モノマーを含有する歯科材料。
[21A] 復帰突然変異試験において陰性を示す、[20A]に記載の歯科材料。
[22A] [20A]または[21A]に記載の歯科材料を硬化させてなる硬化物。
[23A] [20A]または[21A]に記載の歯科材料を含むキット。
Figure 2018181710
(上記一般式(1B)中、n1aBは核部(X)に直接結合している末端基(Y1B)の数を示し、n1bBは核部(X)に連結基(Z)を介して結合している末端基(Y1B)の数を示し、n1aBおよびn1bBの和は核部(X)の価数に等しく、
核部(X)は酸素原子または窒素原子を含有し、末端基(Y1B)または連結基(Z)と結合する原子が酸素原子または窒素原子である炭素数1〜200の3価以上の多価有機基であり、
末端基(Y1B)は、(メタ)アクリロイル基、炭素数1〜20の1価の炭化水素基、または水素原子であり、複数あるY1Bは同一でも異なっていてもよく、ただし、上記一般式(1B)で示される化合物中に含まれる末端基(Y1B)のうち2以上は水素原子であり、
連結基(Z)は下記一般式(2)で示される2価の基であり、上記一般式(1B)で示される化合物中に連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい。)
培養終了後、各プレートの復帰変異コロニー数を計測する。
陰性・陽性の判断基準に関して、被験組成物が、全ての菌株・全ての用量において、また、代謝活性化しない場合および代謝活性化する場合の両方において、陰性対照物質のみの場合と比較して、平均コロニー数が2倍以内である場合に、その組成物は陰性と判断する。
被験組成物を含む試験液の調製は、まずDMSOに被験組成物を添加してから、DMSOで希釈して、DMSO液を調製する。その後、DMEM培養液1mL当たりDMSO希釈溶液を5μL添加し、試験液を調製する。試験液には、被験組成物液に含まれる被験物質(具体的には、歯科材料用モノマー組成物に含まれる歯科材料用多官能モノマー)が所定の濃度になるように調整する。
陰性対照液は、DMSOをDMEM培養液に0.5vol%になるよう添加して調製する。
DMEM培養液とは、仔牛血清10vol%、ペニシリン−ストレプトマイシン−アムホテリシンB懸濁液(x100)1vol%を含むDulbecco's Modified Eagle's Medium(D−MEM)を指す。
上述のBalb/3T3細胞の前培養は、まず対数増殖期にあるBalb/3T3 clone A31細胞を0.25%トリプシン−1mM EDTAを用いて単離した後、DMEM培養液を用いて細胞濃度20000cells/mLの細胞懸濁液を調製してから、細胞懸濁液0.1mLを96ウェルプレートに分注播種し(2000cells/ウェル)、CO2インキュベーター内で24時間静置して行う。
[各成分の比率]
本発明の第1態様である多官能モノマーの歯科材料への配合量は特に制限されないが、例えば0.1〜99%の範囲である。好ましい配合量は、その歯科材料用の用途によって異なる場合もあるが、例えば重合性モノマー成分(上記の本発明の歯科材料用多官能モノマーと上記の本発明の多官能モノマー以外の重合可能なモノマー(例えば、本発明の多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマー、エポキシ基を有するモノマー)中に1〜50重量%、より好ましくは3〜30重量%配合される。特に、歯科材料の用途が、充填用コンポジットレジン、歯冠用硬質レジン、義歯床用レジン、CAD/CAM用レジンブロックである場合、多官能モノマーの配合量は、重合性モノマー成分中1〜50重量%であることが好ましく、3〜30重量%であることがより好ましい。歯科材料の用途が歯科用接着材(歯列矯正用接着材、ボンディング材、接着レジンセメント、充填用接着コンポジットレジン、レジン添加型グラスアイオノマーセメント等)、歯科用プライマー、歯牙裂溝封鎖材である場合は、多官能モノマーの配合量は、重合性モノマー成分中1〜50重量%であることが好ましく、3〜20重量%であることがより好ましい。
[歯科材料の製造方法]
上述の本発明の第1態様である歯科材料用多官能モノマー、該多官能モノマー以外の重合可能なモノマー(例えば、本発明の多官能モノマー以外の(メタ)アクリレート基含有モノマー、エポキシ基を有するモノマー)、重合開始剤、フィラー、その他の成分等を混和し、本発明の第1態様の歯科材料を製造する方法については、公知の方法であれば特に制限を受けない。
[硬化物]
本発明の第1態様の歯科材料は、前述の重合開始剤の重合方式にあわせ適切な条件で硬化することができる。例えば、可視光照射による光重合開始剤を含有している本発明の第1態様の歯科材料の場合は、該歯科材料を所定の形状に加工したのち、公知の光照射装置を用いて所定の時間可視光を照射することにより、所望の硬化物を得ることができる。照射強度等の条件は、歯科材料の硬化性に合わせて適切に変更することができる。また、可視光をはじめとした、光照射により硬化した硬化物を、さらに適切な条件で熱処理をすることにより、硬化物の機械的物性を向上させることもできる。また、別の例として、加熱による重合開始剤を含有している本発明の第1態様の歯科材料の場合は、該歯科材料を所定の形状に加工したのち、適切な温度及び時間加熱することにより、所望の硬化物を得ることができる。
以上のようにして得られる上述の本発明の第1態様の歯科材料の硬化物が、歯科治療用途に用いられることもある。
反応温度に関しては、特に制限はないが、0〜120℃であることが好ましく、20〜100℃であることがより好ましく、40〜80℃であることがさらに好ましい。上記下限値を下回る温度で反応を実施すると、反応速度が極度に低下するため、反応の完結までに非常に長い時間を要し、場合によっては反応が完結しない恐れがある。一方、上記上限値を超える温度で反応を実施すると、副反応により不純物が生成する恐れがある。このような不純物は、製造された歯科材料用水酸基含有モノマーの着色原因となることがある。
(WST法による細胞試験)
本発明の第2態様歯科材料用モノマー組成物は、Balb/3T3細胞を用いるWST法による細胞試験において、相対細胞増殖率が一定の範囲内であってもよい。該細胞試験は、上述のWST法による細胞試験において、本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物を本発明の第2態様の歯科材料用モノマー組成物に置き換えて、同様の手順で行う。また、被験組成物に含まれる被験物質(歯科材料用モノマー組成物に含まれる歯科材料用水酸基含有モノマー)の試験液中の濃度、歯科材料用モノマー組成物の相対細胞増殖率(%)は、上述の本発明の第1態様の歯科材料用モノマー組成物の場合におけるものと同様であってよい。
[硬化物]
本発明の第2態様の歯科材料は、前述の重合開始剤の重合方式にあわせ適切な条件で硬化することができる。例えば、可視光照射による光重合開始剤を含有している本発明の第2態様の歯科材料の場合は、該歯科材料を所定の形状に加工したのち、公知の光照射装置を用いて所定の時間可視光を照射することにより、所望の硬化物を得ることができる。照射強度等の条件は、歯科材料の硬化性に合わせて適切に変更することができる。また、可視光をはじめとした、光照射により硬化した硬化物を、さらに適切な条件で熱処理をすることにより、硬化物の機械的物性を向上させることもできる。また、別の例として、加熱による重合開始剤を含有している本発明の第2態様の歯科材料の場合は、該歯科材料を所定の形状に加工したのち、適切な温度及び時間加熱することにより、所望の硬化物を得ることができる。
以上のようにして得られる上述の本発明の第2態様の歯科材料の硬化物が、歯科治療用途に用いられることもある。

Claims (44)

  1. 下記核部(X)と下記末端基(Y2A)とが直接または下記連結基(Z)を介して結合した下記一般式(8A)で示される化合物を含む歯科材料用多官能モノマー。
    Figure 2018181710
    (上記一般式(8A)中、n8aAは核部(X)に対して直接結合している末端基(Y2A)の数を示し、n8bAは核部(X)に対して連結基(Z)を介して結合している末端基(Y2A)の数を示し、n8aおよびn8bAの和は核部(X)の価数に等しく、
    核部(X)は酸素原子または窒素原子を含有し、末端基(Y2A)または連結基(Z)と結合する原子が酸素原子または窒素原子である炭素数1〜200の3価以上の多価有機基であり、
    末端基(Y2A)は、下記一般式(9)で示される(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)、(メタ)アクリロイル基、または炭素数1〜20の炭化水素基であり、複数ある末端基(Y2A)は同一でも異なっていてもよく、ただし、一般式(8A)で示される化合物中のすべての末端基(Y2A)のうち、3以上は(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)または(メタ)アクリロイル基でありかつ1以上は(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)であり、
    連結基(Z)は下記一般式(2)で示される2価の基であり、上記一般式(8A)で示される化合物中に連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい。)
    Figure 2018181710
    (上記一般式(9)中、R9aは水素原子もしくはメチル基を示し、R9bは、炭素数2〜6の直鎖アルキレン基、または炭素数2〜6の直鎖オキシアルキレン基を示し、該直鎖アルキレン基または該直鎖オキシアルキレン基に含まれる水素原子は炭素数1〜6のアルキル基または(メタ)アクリロイルオキシメチレン基で置換されていてもよい。)
    Figure 2018181710
    (上記一般式(2)中、n2a、n2b、n2c、およびn2dは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜100であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計は、1〜100であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2A)と結合している。)
  2. 上記末端基(Y2A)が、(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)または(メタ)アクリロイル基である請求項1に記載の歯科材料用多官能モノマー。
  3. 上記末端基(Y2A)が、(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)である請求項1または2に記載の歯科材料用多官能モノマー。
  4. 上記連結基(Z)におけるn2a、n2b、n2c、およびn2dがそれぞれ0〜20であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計が1〜20である請求項1〜3のいずれか1項に記載の歯科材料用多官能モノマー。
  5. 上記連結基(Z)が下記一般式(4)で示される2価の基である請求項1〜4のいずれか1項に記載の歯科材料用多官能モノマー。
    Figure 2018181710
    (上記一般式(4)中、n4a、n4bおよびn4cは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n4a、n4bおよびn4cの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2A)と結合している。)
  6. 上記連結基(Z)が下記一般式(5)で示される2価の基である請求項1〜5のいずれか1項に記載の歯科材料用多官能モノマー。
    Figure 2018181710
    (上記一般式(5)中、n5aおよびn5bは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n5aおよびn5bの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2A)と結合している。)
  7. 上記核部(X)が、3〜12価の有機基である請求項1〜6のいずれか1項に記載の歯科材料用多官能モノマー。
  8. 上記核部(X)が、下記一般式(6a)〜(6j)で示される基からなる群より選択される少なくとも1つである請求項1〜7のいずれか1項に記載の歯科材料用多官能モノマー。
    Figure 2018181710
  9. 上記(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)が、下記一般式(9a)〜(9f)で示される基からなる群より選択される少なくとも1つである請求項1〜8のいずれか1項に記載の歯科材料用多官能モノマー。
    Figure 2018181710
  10. 下記核部(X)と下記末端基(Y1A)とが直接または下記連結基(Z)を介して結合している下記一般式(1A)で示される化合物と、下記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物との、(下記一般式(3)で示される化合物に含まれるイソシアネート基の数)/(下記一般式(1A)で示される化合物に含まれる酸素原子および窒素原子と結合した活性プロトンの数)=1の条件での反応生成物である歯科材料用多官能モノマー。
    Figure 2018181710
    (上記一般式(1A)中、n1aAは核部(X)に直接結合している末端基(Y1A)の数を示し、n1bAは核部(X)に連結基(Z)を介して結合している末端基(Y1A)の数を示し、n1aAおよびn1bAの和は核部(X)の価数に等しく、
    核部(X)は酸素原子または窒素原子を含有し、末端基(Y1A)または連結基(Z)と結合する原子が酸素原子または窒素原子である炭素数1〜200の3価以上の多価有機基であり、
    末端基(Y1A)は、(メタ)アクリロイル基、炭素数1〜20の1価の炭化水素基、または水素原子であり、複数あるY1Aは同一でも異なっていてもよく、ただし、上記一般式(1A)で示される化合物中に含まれる末端基(Y1A)のうち3以上は水素原子または(メタ)アクリロイル基であり、かつ1以上は水素原子であり、
    連結基(Z)は下記一般式(2)で示される2価の基であり、上記一般式(1A)で示される化合物中に連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい。)
    Figure 2018181710
    (上記一般式(2)中、n2a、n2b、n2c、およびn2dは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜100であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計は、1〜100であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y1A)と結合している。)
    Figure 2018181710
    (上記一般式(3)中、R3aは水素原子またはメチル基を示し、R3bは、炭素数2〜6の直鎖アルキレン基、または炭素数2〜6の直鎖オキシアルキレン基を示し、該直鎖アルキレン基または該直鎖オキシアルキレン基に含まれる水素原子は炭素数1〜6のアルキル基または(メタ)アクリロイルオキシメチレン基で置換されていてもよい。)
  11. 上記末端基(Y1A)が水素原子である、請求項10に記載の歯科材料用多官能モノマー。
  12. 上記連結基(Z)におけるn2a、n2b、n2c、およびn2dがそれぞれ0〜20であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計が1〜20である請求項10または11に記載の歯科材料用多官能モノマー。
  13. 上記連結基(Z)が下記一般式(4)で示される2価の基である請求項10〜12のいずれか1項に記載の歯科材料用多官能モノマー。
    Figure 2018181710
    (上記一般式(4)中、n4a、n4bおよびn4cは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n4a、n4bおよびn4cの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y1A)と結合している。)
  14. 上記連結基(Z)が下記一般式(5)で示される2価の基である請求項10〜13のいずれか1項に記載の歯科材料用多官能モノマー。
    Figure 2018181710
    (上記一般式(5)中、n5aおよびn5bは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n5aおよびn5bの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y1A)と結合している。)
  15. 上記核部(X)が、3〜12価の有機基である請求項10〜14のいずれか1項に記載の歯科材料用多官能モノマー。
  16. 上記化合物(1A)が、下記一般式(6’a)〜(6’k)で示される化合物からなる群より選択される少なくとも1つである請求項10〜15のいずれか1項に記載の歯科材料用多官能モノマー。
    Figure 2018181710
    (上記一般式(6’i)、(6’j)、および(6’k)中、n6'i-a、n6'j-a、およびn6'k-aは、上記核部Xに結合するポリオールのアーム数を示し、3以上の整数であり、
    上記一般式(6’i)および(6’j)中のn6'i-bおよびn6'j-bは、それぞれオキシエチレン、オキシプロピレンユニットの個数を示し、それぞれ1〜100の範囲であり、それぞれのアームごとのユニットの個数は同じでも異なっていてもよく、上記一般式(6’k)中のn6'k-bおよびn6'k-cは、それぞれオキシエチレン、オキシプロピレンユニットの個数を示し、その和は1〜100の範囲であり、それぞれのアームごとのユニットの個数の和は同じでも異なっていてもよい。)
  17. 上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物が下記一般式(3a)〜(3f)で示される化合物からなる群より選択される少なくとも1つである請求項10〜16のいずれか1項に記載の歯科材料用多官能モノマー。
    Figure 2018181710
  18. 請求項1〜17のいずれか1項に記載の歯科材料用多官能モノマーを含有する歯科材料用モノマー組成物。
  19. 復帰突然変異試験において陰性を示す、請求項18に記載の歯科材料用モノマー組成物。
  20. 請求項1〜17のいずれか1項に記載の歯科材料用多官能モノマーを含有する歯科材料。
  21. 復帰突然変異試験において陰性を示す、請求項20に記載の歯科材料。
  22. 請求項20または21に記載の歯科材料を硬化させてなる硬化物。
  23. 請求項20または21に記載の歯科材料を含むキット。
  24. 下記核部(X)と下記末端基(Y2B)とが直接または下記連結基(Z)を介して結合した下記一般式(8B)で示される化合物を含む歯科材料用水酸基含有モノマー。
    Figure 2018181710
    (上記一般式(8B)中、n8aBは核部(X)に対して直接結合している末端基(Y2B)の数を示し、n8bBは核部(X)に対して連結基(Z)を介して結合している末端基(Y2B)の数を示し、n8aBおよびn8bBの和は核部(X)の価数に等しく、
    核部(X)は酸素原子または窒素原子を含有し、末端基(Y2B)または連結基(Z)と結合する原子が酸素原子または窒素原子である炭素数1〜200の3価以上の多価有機基であり、
    末端基(Y2B)は、下記一般式(9)で示される(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)、(メタ)アクリロイル基、炭素数1〜20の炭化水素基、または水素原子であり、複数ある末端基(Y2B)は同一でも異なっていてもよく、ただし、一般式(8B)で示される化合物中のすべての末端基(Y2B)のうち、1以上は(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)でありかつ1以上は水素原子であり、
    連結基(Z)は下記一般式(2)で示される2価の基であり、上記一般式(8B)で示される化合物中に連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい。)
    Figure 2018181710
    (上記一般式(9)中、R9aは水素原子もしくはメチル基を示し、R9bは、炭素数2〜6の直鎖アルキレン基、または炭素数2〜6の直鎖オキシアルキレン基を示し、該直鎖アルキレン基または該直鎖オキシアルキレン基に含まれる水素原子は炭素数1〜6のアルキル基または(メタ)アクリロイルオキシメチレン基で置換されていてもよい。)
    Figure 2018181710
    (上記一般式(2)中、n2a、n2b、n2c、およびn2dは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜100であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計は、1〜100であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2B)と結合している。)
  25. 上記末端基(Y2B)が、(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)または水素原子である請求項24に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
  26. 上記連結基(Z)におけるn2a、n2b、n2c、およびn2dがそれぞれ0〜20であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計が1〜20である請求項24または25に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
  27. 上記連結基(Z)が下記一般式(4)で示される2価の基である請求項24〜26のいずれか1項に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
    Figure 2018181710
    (上記一般式(4)中、n4a、n4bおよびn4cは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n4a、n4bおよびn4cの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2B)と結合している。)
  28. 上記連結基(Z)が下記一般式(5)で示される2価の基である請求項24〜27のいずれか1項に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
    Figure 2018181710
    (上記一般式(5)中、n5aおよびn5bは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n5aおよびn5bの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y2B)と結合している。)
  29. 上記核部(X)が、3〜12価の有機基である請求項24〜28のいずれか1項に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
  30. 上記核部(X)が、下記一般式(6a)〜(6j)で示される基からなる群より選択される少なくとも1つである請求項24〜29のいずれか1項に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
    Figure 2018181710
  31. 上記(メタ)アクリロイル基含有基(Y3)が、下記一般式(9a)〜(9f)で示される基からなる群より選択される少なくとも1つである請求項24〜30のいずれか1項に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
    Figure 2018181710
  32. 下記核部(X)と下記末端基(Y1B)とが直接または下記連結基(Z)を介して結合している下記一般式(1B)で示される化合物と、下記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物との、1/(下記一般式(1B)で示される化合物に含まれる酸素原子および窒素原子と結合した活性プロトンの数)≦(下記一般式(3)で示される化合物に含まれるイソシアネート基の数)/(下記一般式(1B)で示される化合物に含まれる酸素原子および窒素原子と結合した活性プロトンの数)<1の条件での反応生成物である歯科材料用水酸基含有モノマー。
    Figure 2018181710
    (上記一般式(1B)中、n1aBは核部(X)に直接結合している末端基(Y1B)の数を示し、n1bBは核部(X)に連結基(Z)を介して結合している末端基(Y1B)の数を示し、n1aBおよびn1bBの和は核部(X)の価数に等しく、
    核部(X)は酸素原子または窒素原子を含有し、末端基(YI)または連結基(Z)と結合する原子が酸素原子または窒素原子である炭素数1〜200の3価以上の多価有機基であり、
    末端基(Y1B)は、(メタ)アクリロイル基、炭素数1〜20の1価の炭化水素基、または水素原子であり、複数あるY1Bは同一でも異なっていてもよく、ただし、上記一般式(1B)で示される化合物中に含まれる末端基(Y1B)のうち2以上は水素原子であり、
    連結基(Z)は下記一般式(2)で示される2価の基であり、上記一般式(1B)で示される化合物中に連結基(Z)が複数含まれる場合には、連結基(Z)は同一でも異なっていてもよい。)
    Figure 2018181710
    (上記一般式(2)中、n2a、n2b、n2c、およびn2dは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜100であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計は、1〜100であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y1B)と結合している。)
    Figure 2018181710
    (上記一般式(3)中、R3aは水素原子またはメチル基を示し、R3bは、炭素数2〜6の直鎖アルキレン基、または炭素数2〜6の直鎖オキシアルキレン基を示し、該直鎖アルキレン基または該直鎖オキシアルキレン基に含まれる水素原子は炭素数1〜6のアルキル基または(メタ)アクリロイルオキシメチレン基で置換されていてもよい。)
  33. 上記末端基(Y1B)が水素原子である、請求項32に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
  34. 上記連結基(Z)におけるn2a、n2b、n2c、およびn2dがそれぞれ0〜20であり、n2a、n2b、n2c、およびn2dの合計が1〜20である請求項32または33に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
  35. 上記連結基(Z)が下記一般式(4)で示される2価の基である請求項32〜34のいずれか1項に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
    Figure 2018181710
    (上記一般式(4)中、n4a、n4bおよびn4cは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n4a、n4bおよびn4cの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y1B)と結合している。)
  36. 上記連結基(Z)が下記一般式(5)で示される2価の基である請求項32〜35のいずれか1項に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
    Figure 2018181710
    (上記一般式(5)中、n5aおよびn5bは、各繰り返し単位のユニット数を示し、それぞれ0〜20であり、n5aおよびn5bの合計は、1〜20であり、上記基の左端は核部(X)と結合しており、上記基の右端は末端基(Y1B)と結合している。)
  37. 上記核部(X)が、3〜12価の有機基である請求項32〜36のいずれか1項に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
  38. 上記化合物(1B)が、下記一般式(6’a)〜(6’k)で示される化合物からなる群より選択される少なくとも1つである請求項32〜37のいずれか1項に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
    Figure 2018181710
    (上記一般式(6’i)、(6’j)、および(6’k)中、n6'i-a、n6'j-a、およびn6'k-aは、上記核部Xに結合するポリオールのアーム数を示し、3以上の整数であり、
    上記一般式(6’i)および(6’j)中のn6'i-bおよびn6'j-bは、それぞれオキシエチレン、オキシプロピレンユニットの個数を示し、それぞれ1〜100の範囲であり、それぞれのアームごとのユニットの個数は同じでも異なっていてもよく、上記一般式(6’k)中のn6'k-bおよびn6'k-cは、それぞれオキシエチレン、オキシプロピレンユニットの個数を示し、その和は1〜100の範囲であり、それぞれのアームごとのユニットの個数の和は同じでも異なっていてもよい。)
  39. 上記一般式(3)で示される(メタ)アクリロイル基含有イソシアネート化合物が下記一般式(3a)〜(3f)で示される化合物からなる群より選択される少なくとも1つである請求項32〜38のいずれか1項に記載の歯科材料用水酸基含有モノマー。
    Figure 2018181710
  40. 請求項24〜39のいずれか1項に記載の歯科材料用水酸基含有モノマーを含有する歯科材料用モノマー組成物。
  41. 復帰突然変異試験において陰性を示す、請求項40に記載の歯科材料用モノマー組成物。
  42. 請求項24〜39のいずれか1項に記載の歯科材料用水酸基含有モノマーを含有する歯科材料。
  43. 復帰突然変異試験において陰性を示す、請求項42に記載の歯科材料。
  44. 請求項42または43に記載の歯科材料を含むキット。
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